Stockage de l’hydrogène dans les solides

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Aujourd’hui, le réchauffement de la planète est sans équivoque, ce qui nécessite de nouvelles technologies révolutionnaires pour limiter les émissions de gaz à effet de serre. L’hydrogène est un candidat prometteur et durable. En effet, c’est l’un des éléments les plus abondants sur Terre, de sorte qu’il ouvre la voie à la prochaine révolution technologique en propulsant la nouvelle génération de véhicules. À titre d’exemple, 24 kg d’essence sont nécessaires à une voiture moderne à moteur à combustion pour parcourir 400 km, alors que la même distance peut être couverte en utilisant seulement 8 kg d’hydrogène. De plus, le moteur ne rejette que de la vapeur d’eau. C’est pourquoi d’intenses recherches visent à améliorer le stockage de l’hydrogène afin de relever le défi du réchauffement de la planète.

Volume de 4 kg d’hydrogène compacté de différentes manières, avec une taille relative à celle d’une voiture (Sflapbach et al. Nature, 2001).

Cependant, l’utilisation de l’hydrogène reste très difficile car il doit être stocké à bord de manière sûre et compacte à température ambiante. En effet, personne n’oublie le terrible crash, en 1937, du Zippelin-Hindenburg. La première approche, déjà utilisée dans les véhicules à hydrogène actuels, consiste à stocker l’hydrogène à l’état gazeux ou liquide. Ces méthodes nécessitent des réservoirs extrêmement coûteux résistant à la fois à la haute pression et à des températures spécifiques très basses afin de limiter l’évaporation constante. Par conséquent, ces solutions ne sont définitivement pas compatibles avec notre vie quotidienne et les exigences de sécurité.

Une voie prometteuse pour le stockage de l’hydrogène est possible. Elle consiste à le stocker dans des matériaux solides en utilisant des hydrures métastables réversibles afin de permettre des mécanismes d’absorption/désorption. L’utilisation de ce type de conteneur supprimera toutes les limitations imposées par les réservoirs pressurisés et réduira considérablement le poids du véhicule. Cependant, les effets des défauts structurels et des catalyseurs sur les mécanismes physiques de la réaction sont mal compris en raison de nombreuses contraintes.


Projet en cours sur le stockage de l’hydrogène

2020–2023 : Thèse d’Adrien HEINZELMEIER
Absorption/désorption d’hydrogène dans les phases MAX, MXènes et leurs nanocomposites à base de Mg.