La fabrication de piles à stocker hydrogène vert état solide, et non liquide ou gazeuse comme jusqu’à présent, donne ses premiers résultats. Pour tenter de populariser cette énergie, des chercheurs du monde entier se sont mis au travail pour voir quelle matière pourrait stocker l’élément chimique le plus répandu sur la planète pour générer de l’énergie. La réponse à ce défi majeur a été trouvée dans le magnésium et, parallèlement, dans le charbon.
L’hydrogène vert est l’une des sources d’énergie les plus prometteuses dans le monde des énergies renouvelables. En plus d’être l’élément chimique le plus largement disponible dans la nature, il ne provoque pas d’émissions de CO2 ni d’autres gaz à effet de serre. De plus, il présente de multiples possibilités d’utilisation tant pour le secteur des transports que pour les secteurs énergétique ou industriel.
Cependant, son utilisation n’a jamais pris racine dans la société en raison des nombreuses limites que son stockage implique. Pour en profiter, Jusqu’à présent, on a tenté de conserver cette énergie sous forme liquide et gazeuse.. Cependant, le maintenir dans cet état est coûteux et inefficace ; par conséquent, l’avenir des batteries à hydrogène est dans pour le garder à l’état solide. Une formule qui, après des décennies de recherche, commence à porter ses premiers fruits.
L’hydrogène est désormais stocké sous forme liquide ou gazeuse
magnésium et graphite
Il existe deux possibilités, jusqu’ici inexplorées, qui pourraient changer l’avenir de cette énergie renouvelable. En Europe, une équipe de chercheurs français a réussi à développer un modèle de batterie créé à partir d’un alliage de magnésium et de graphite.
Le système de stockage innovant, qui leur a valu le prix de l’inventeur européen 2023, nécessite moins d’énergie, est sûr et peut être placé sur n’importe quelle surface sans que l’hydrogène ne réagisse avec l’air ambiant.
Le système, qui se matérialise avec la particularité en forme de disque vinyle, il absorbe et stocke l’hydrogène sous forme solide grâce au magnésium. Ce matériau absorbe très bien l’hydrogène grâce à l’utilisation d’hydrure de magnésium (MgH2). Mais, en plus, en combinaison avec du graphite expansé, il est capable de contrôler le dégagement de chaleur lors du dégagement d’hydrogène.
Des chercheurs tiennent un disque d’hydrogène EPO
Le processus de développement de ces disques à hydrogène a débuté il y a plus de 20 ans à l’Institut Néel de Grenoble (France), et il a déjà été commercialisé dans des pays comme l’Italie et le Japon. En outre, les producteurs ont déjà entamé des discussions avancées en Norvège pour adapter le système aux ferries, au transport maritime et aux grandes industries chimiques.
Deuxième vie pour le charbon
La recherche pour stocker l’hydrogène solide, cependant, a de nombreuses voies ouvertes. À l’Université de Pennsylvanie, ils ont opté pour le charbon. Et c’est que ce matériau, responsable de l’émission de grandes quantités de CO2 dans l’atmosphère, pourrait également aider à lutter contre le changement climatique.
« Le charbon peut être une batterie géologique à hydrogène », explique Shimin Liu, ingénieur des minéraux et de l’énergie à l’Université de Pennsylvanie (États-Unis). « Vous pouvez injecter et stocker l’énergie de l’hydrogène et l’avoir là quand vous en avez besoin », commente-t-il.
Malgré l’image qui prévaut habituellement dans l’imaginaire collectif, le charbon n’est pas un roc. C’est plutôt « un polymère », comme le souligne Liu. « Il a une teneur élevée en carbone avec de nombreux petits pores qui peuvent stocker beaucoup plus de gaz.. c’est comme une épongeet peuvent contenir plus de molécules d’hydrogène que d’autres matériaux », rapporte le chercheur.
Le carbone absorbe aussi l’hydrogène
Pour tester son potentiel, les scientifiques ont analysé huit types de charbon trouvés dans des mines à travers les États-Unis. L’objectif était de corroborer s’ils étaient capables de stocker de l’hydrogène et dans quelle mesure ils le feraient.
Pas un n’a échoué. Les huit charbons ont montré des propriétés d’absorption considérables.
Ce potentiel avait été observé dans le méthane, mais jamais avec l’hydrogène. Comme il le fait avec ce gaz, en injectant de l’hydrogène dans le matériau, il adhère au carbone. Comme ces formations géologiques ont souvent une couche de schiste ou de schiste sur le dessus, l’hydrogène est scellé à l’intérieur, ce qui lui permet d’être utilisé à la demande.
« Le charbon est meilleur que les autres minéraux car il peut contenir plus d’hydrogène », explique le scientifique, qui ajoute deux avantages supplémentaires : il est bien étudié, il a été exploité auparavant et donc il existe une infrastructure pour son extraction, et il est largement disponible. . « Nous le comprenons et nous avons l’infrastructure. C’est pourquoi le charbon serait le matériau logique pour stocker l’hydrogène géologique », a-t-il précisé.
Sur la base de leurs résultats, les scientifiques ont déterminé que les charbons anthracite et semi-anthracite sont les meilleurs candidats pour le stockage de l’hydrogène.
Comme le rappelle Lui, les communautés qui utilisent le charbon seront parmi les plus touchées par la transition énergétique, car elles perdront leur principal moyen de subsistance. Cependant, cela peut être une alternative et une opportunité pour eux. « Ils ont déjà l’expérience, les ingénieurs et les compétences nécessaires. Si nous pouvons construire une infrastructure et leur donner une seconde chance, je pense que c’est quelque chose que nous devrions envisager », a déclaré Liu.
Etudes de référence :
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0306261923001101?via%3Dihub
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