Stocker de l’hydrogène solide ? C’est désormais possible grâce à une équipe de chercheurs australiens. Ces derniers viennent de mettre au point un procédé mécanique révolutionnaire pour stocker cet élément, qui engendre aujourd’hui des coûts de stockage et de transport élevés. Explications.

Le stockage de l’hydrogène solide : une réponse à un verrou technologique

Aujourd’hui, l’hydrogène se présente comme une alternative crédible en remplacement des énergies fossiles comme le pétrole ou le gaz. Et pour cause : à quantité égale, il dispose d’une densité thermodynamique bien plus élevée que les énergies fossiles classiques.

Mais alors, pourquoi ne voit-on pas davantage de véhicules à hydrogène dans nos rues ? Pour l’instant, les moyens de transport électriques qui reposent sur des batteries lithium-ion sont privilégiés afin d’atteindre les objectifs climatiques annoncés par les pouvoirs publics. Toutefois, les batteries électriques ont également des limites fonctionnelles, notamment au niveau du nombre de cycles de recharge et de leur capacité de stockage. Ce qui ne rend pas cette solution nécessairement viable à long terme.

D’un autre côté, l’hydrogène présente aussi plusieurs freins à un développement massif :

  • Très énergivore dans son extraction et son traitement. Au total, la production d’hydrogène issu de matières fossiles nécessite 15 % de la consommation mondiale d’énergie. Alors même que sa consommation ne représente que 2 % des usages, toutes sources d’énergies confondues.
  • Difficilement stockable et exige de coûteux réservoirs compartimentés.
  • Instable et facilement inflammable, rendant son utilisation et son transport périlleux. À l’état gazeux, l’hydrogène se mélange bien avec l’oxygène et son maniement requiert d’infinies précautions pour éviter les explosions.

Ces trois contraintes majeures rendent cet élément chimique dangereux et ardu à exploiter. C’est là que l’hydrogène sous forme solide intervient.

L’hydrogène en poudre : un débouché aux perspectives fabuleuses

Les chercheurs de l’université de Deakin ont découvert une méthode mécanochimique ne créant aucun déchet et beaucoup plus économe en énergie dans l’exploitation de l’hydrogène. Il s’agit de déclencher des réactions en utilisant l’action mécanique, sans avoir recours à de la chaleur ou à la lumière, toutes deux gourmandes en ressources.

Concrètement, la solution gazeuse, qui contient de l’hydrogène (ainsi que d’autres éléments), est introduite dans un cylindre contenant des billes en acier et du nitrure de bore. Ce dernier est bien connu pour ses capacités d’absorption. Ensuite, la rotation de la chambre cylindrique, définie selon une intensité et une fréquence bien spécifiques, effectue le travail. Les billes d’acier en mouvement écrasent la poudre de nitrure de bore, qui va à son tour piéger la molécule H. La poudre va ainsi contenir l’hydrogène tel quel, sous forme solide.

Dès lors, ce dernier peut être transporté et stocké facilement, en toute sécurité. Ajoutons que le nitrure de bore est un produit chimique de niveau 0, sans danger et disponible en grande quantité.

Enfin, ce nouveau procédé ne nécessite que 10 % de l’énergie mobilisée actuellement pour extraire l’hydrogène des gaz fossiles.

Ce processus mécanique a donc un potentiel certain pour permettre à ce dernier de se généraliser en tant que substitut aux énergies fossiles. De fait, ces recherches laissent entrevoir des gains économiques et environnementaux substantiels pour l’industrie de demain !

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Romain Frutos, pour e-Writers

Article rédigé lors du cursus de formation en rédaction web chez FRW.

Article relu par Élodie, tutrice de formation chez FRW.

Sources :

Sciencedirect.com. Superb storage and energy saving separation of hydrocarbon gases in boron nitride nanosheets via a mechanochemical process [en ligne] (consulté le 10/08/2022)

Trustmyscience.com. Stockage d’hydrogène sous forme de poudre : une avancée majeure pour une pétrochimie plus verte [en ligne] (consulté le 10/08/2022)