De l'hydrogène en pastille

Un des sujet qui me touche particulièrement en tant qu'ingénieur mais aussi en tant que citoyen est la recherche d'energies alternatives au pétrole.
Je vous propose l'article suivant dans ce cadre.
Mathias




Trouvaille d'une équipe danoise : stocker de l'hydrogène en forte concentration dans un matériau bon marché. De quoi donner à une voiture à hydrogène la même autonomie qu'un moteur à essence.

Pour démontrer que sa tablette, grosse comme un cachet d'aspirine, ne laisse pas fuir l'hydrogène qu'elle contient, Tue Johannesen, du Technical University of Denmark (DTU) l'approche de la flamme d'un briquet. Rien n'explose. Pourtant, affirme-t-il, l'hydrogène est bien à l'intérieur mais sous forme d'ammoniac (NH3) emprisonné au sein d'un sel, du chlorure de magnésium (MgCl2), l'ensemble formant un complexe amine-métal (Mg(NH3)6Cl2). Pour libérer l'hydrogène, progressivement, "à la demande", l'équipe utilise un catalyseur.

On n'en sait guère plus, sauf que l'hydrogène stocké représenterait plus de 9 % de la masse de la tablette. Indicateur clé, ce pourcentage mesure la performance de stockage d'un réservoir à hydrogène et la valeur obtenue au DTU se situe au meilleur niveau des techniques actuelles. Fort de ce résultat, Tue Johannesen promet une autonomie de 600 kilomètres à une voiture dotée d'un système de stockage d'hydrogène de même volume qu'un réservoir classique. Pour recharger, il suffit d'imbiber le matériau avec de l'ammoniac.

Léger mais polyvalent

Impressionnant par ses résultats annoncés, ce travail n'est pas original par son sujet : partout dans le monde, des laboratoires s'acharnent sur le stockage de l'hydrogène. Désigné comme le carburant de l'avenir, l'hydrogène, que l'on fabrique à partir de l'eau, a de bons atouts. Dans un moteur à explosion (par exemple celui d'une voiture) ou une turbine (par exemple celle d'un avion), l'hydrogène pur peut être utilisé à la place de l'essence. Dans une pile à combustible, il se combine à l'oxygène pour donner de l'eau et de l'électricité. C'est donc un excellent vecteur pour utiliser de l'énergie produite à partir de différentes sources, nucléaires ou renouvelables notamment.

Comment emprisonner l'hydrogène ?

Mais l'hydrogène a un inconvénient : ce gaz est si léger qu'il faut un volume considérable pour en stocker une masse suffisante à pression ambiante. Les scientifiques explorent depuis des décennies des pistes variées mais toutes ont leurs inconvénients.

La liquéfaction, efficace, exige une température très faible (- 253 °C), qui rend inévitables les pertes thermiques. La compression n'est utilisable que lorsqu'elle est énergique : un volume de 4,6 litres d'hydrogène comprimé à 700 bars (ce que l'on sait faire de mieux actuellement) fournit la même énergie que 1 litre d'essence. D'autres méthodes ont été testées avec succès, notamment l'adsorption (le mot s'écrit bien avec "d" !), c'est-à-dire la fixation de l'hydrogène sur la surface des cavités internes d'un matériau poreux, ou encore son emprisonnement dans des nanotubes de carbone. Mais alors on n'ose imaginer le prix du réservoir…

Des méthodes chimiques existent également. Des molécules carbonées, comme le méthanol, sont utilisables pour des piles à combustible. Pour les moteurs à explosion, on connaît la technique baptisée Hydrogen on demand, mise au point par Millenium Cell, stockant l'hydrogène dans une molécule de borhydrure de sodium (NaBH4). L'équipe danoise a fait encore plus simple avec de l'ammoniac et un peu de sel…

l'auteur de cet article est : Jean-Luc Goudet journaliste à futura science