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Un réservoir d’hydrogène en aluminium... et jetable

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L'hydrogène fait rêver. Son utilisation à grande échelle permettrait de résoudre bien des problèmes liés à la crise énergétique, mais un obstacle demeure : son stockage. Gaz comprimé ou liquéfié, nanotubes de carbone ou alliages métalliques, de nombreux candidats sont en lice dans les laboratoires du monde entier. Au Japon, l'un des concurrents, l'hydrure d'aluminium, déjà connu, vient de faire une belle échappée...

Station d’hydrogène à Munich (Allemagne). Crédit Total

Le stockage peut être réalisé de différentes façons. Sous forme gazeuse, comprimée à 350 bars dans les réservoirs actuels (avec des exceptions à 700 bars), l'hydrogène reste encombrant et peu sûr en cas d'accident. La forme liquide permet une plus grande densité, et donc un encombrement plus faible, mais exige une température très basse, de -253 °C. D'autres procédés existent ou sont envisageables, comme la rétention (par adsorption) dans du charbon actif ou sur des nanotubes ou nanofibres de carbone (où le gaz est retenu par les forces de Van der Waals). Mais ils restent difficiles à mettre en œuvre et, surtout, ne permettent pas de résoudre le problème de l'encombrement de façon convaincante.

Le nouveau procédé qui vient d'être mis au point par le professeur Shin-ichi Orimo, de l'Institute for Materials Research (IMR) de l'université de Tohoku (Japon), fait appel à l'aluminium et apparaît plutôt prometteur.

L'hydrogène est ici stocké sous la forme de particules d'hydrure d'aluminium. Le principe n'est pas nouveau. On cherche depuis longtemps à associer l'hydrogène à des métaux. De bons résultats sont par exemple obtenus avec un alliage lanthane-nickel (LaNi5). Mais l'aluminium a pour lui l'avantage de la légèreté et, de plus, la densité d'hydrogène atteinte par le LMR est bien plus grande : l'équipe de l'IMR a stocké 9,3 litres d'hydrogène dans un petit volume de 4 par 6 centimètres et de 5,5 mm d'épaisseur, soit 13,2 centimètres cubes !

Pour extraire l'hydrogène, sous forme gazeuse, il suffit de chauffer cette poudre à 80 °C.

Les premiers grammes de particules d'hydrures d'aluminium obtenus dans le laboratoire de Shin-ichi Orimo en 2007. Crédit : Institute for Material Research

Les travaux se poursuivent, et l'équipe estime pouvoir réduire la température nécessaire à la dissociation du gaz jusqu'à 60 °C. Il deviendra alors envisageable d'utiliser la chaleur produite par les appareils eux-mêmes (ordinateurs portables, par exemple). Shin-ichi Orimo envisage une application de sa découverte d'ici trois ans.

Des applications pratiques pour bientôt

La Japan Steel Works fonde aussi beaucoup d'espoir dans cette technologie pour alimenter les piles à combustible de véhicules. Par rapport aux actuels réservoirs sous pression à 350 bars, la technique de l'IMR permettrait de concentrer 3,6 fois plus d'hydrogène pour une masse moitié moindre.

Mais ces réservoirs en aluminium seraient à usage unique. En effet, la réaction qui dégage l'hydrogène n'est pas réversible. L'ensemble devrait donc être interchangeable, à la manière d'une pile. L'inconvénient n'est peut-être pas rédhibitoire car, une fois le réservoir vidé de son hydrogène, il ne reste à l'intérieur que de l'aluminium pur, donc facilement recyclable.

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