La transition énergétique passera aussi par l’hydrogène qu’on y croit ou pas. C’est vrai dans l’industrie, mais probablement aussi dans les transports qui devront se diversifier. En effet, la voiture électrique à batterie ne pourra pas constituer la seule et unique solution d’avenir. Ce sera assurément un panaché.
Dans ce cadre, la technologie de l’hydrogène est étudiée depuis longtemps et, même si elle demandera encore des améliorations au niveau du rendement ou tout simplement de la production (pour qu’elle soit majoritairement verte), elle progresse de jour en jour. Dans ce cadre, la Belgique pourrait même jouer un rôle majeur, comme en témoigne la découverte de chercheurs de l’UCLouvain qui viennent de mettre au point un matériau qui pourrait rendre l’utilisation de l’H2 plus efficace et facile.
Un nouveau matériau
Une équipe de chimistes néolouvanistes a en effet mis au point un nouveau matériau qui est particulièrement capable de stocker l’hydrogène, bien plus d’ailleurs que les autres techniques actuellement utilisées. En l’occurrence, les chercheurs ont conçu un matériau capable de stocker de l’hydrogène : il s’agit d’une poudre blanche, du borohydrure de magnésium qui serait capable de stocker deux fois plus de molécules d’hydrogène que la technique de l’hydrogène liquide et deux fois plus que l’hydrogène comprimé.
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La découverte est révolutionnaire, car il n’est actuellement pas possible de stocker de l’énergie sous forme physique. Il faut nécessairement la transformer en composés chimiques. L’hydrogène n’est pas nature pas une énergie en tant que telle, mais un vecteur énergétique. Et tout l’enjeu est aussi de le stocker pour pouvoir l’utiliser (et produire de l’électricité par exemple) lorsque cela est nécessaire.
Pour rappel, c’est exactement ce qu’il se passe dans une voiture à pile à combustible : l’hydrogène constitue la réserve d’énergie et il est libéré au gré des besoins en étant transformé en électricité (par électrolyse) pour alimenter une batterie qui alimente elle-même les roues. L’avantage de cette technique est évident d’un point de vue environnemental : l’hydrogène qui est utilisé ne dégage pas de CO2 tandis qu’au kilo, il procure aussi trois fois plus d’énergie que le pétrole.
Volumineux
Le problème de l’hydrogène, c’est son volume. Pour qu’il puisse tenir dans un volume raisonnable, il faut le comprimer ou le liquéfier. Ces contraintes nécessitent des réservoirs à haute pression couteux dans le cas de l’hydrogène comprimé ou une énergie considérable puisque l’état liquide est obtenu à -253°C (zéro Kelvin absolu). Pas très confortable ni pratique.
La solution consiste donc à stocker différemment l’hydrogène. Et c’est précisément ce à quoi est arrivée l’équipe de l’UCLouvain en produisant un composé chimique qui va absorber l’hydrogène et réagir avec lui avant de le relâcher lorsque c’est nécessaire en modifiant la température ou la pression. Il faut être honnête, la solution n’est pas inédite. Il y a quelques mois en effet, des chercheurs australiens étaient aussi parvenus à stocker de l’hydrogène sous une forme poudreuse.
Un matériau qui synthétise
Retour à nos cours de chimie du deuxième cycle : ce nouveau matériau n’a pas été fabriqué, mais synthétisé, car il n’existe pas dans la nature. Cette poudre est avantageuse à plus d’un titre puisqu’elle permet une plus grande densité de stockage de l’hydrogène : deux fois plus que l’hydrogène liquide et trois fois plus que l’hydrogène sous forme comprimée, soit 144 g/l contre respectivement 70 g/l et 40 g/l.
La formule de la poudre est-elle secrète ? Presque, mais on sait qu’elle est composée de trois éléments : du magnésium et du bore auxquels sont liés quatre atomes d’hydrogène. Si on descend à un niveau microscopique, la poudre est en fait poreuse et dans ces « trous », il est possible de stocker ou de fixer des molécules d’hydrogène. Un peu comme de l’eau sature une éponge. La particularité de la trouvaille belge ? Le fait que la surface des pores, les hydrures, tient l’hydrogène captif et avec une densité jamais connue auparavant. C’est parce que les molécules d’hydrogène, habituellement sphériques, changent de forme et sont donc stockables bien plus aisément. Ce changement de forme qui ne s’obtient que dans des situations extrêmes a d’ailleurs étonné les chercheurs. Il y a donc une bonne part de e chance dans le résultat obtenu par les chercheurs de l’UCLouvain.
Dans nos voitures ?
Évidemment, comme tout progrès scientifique, il faudra encore du temps. La recherche dans ce secteur doit se poursuivre. Cela dit, l’équipe de chercheurs a indiqué que ce procédé très agile était particulièrement adapté aux automobiles ainsi que pour tous les autres moyens de mobilité (camions, trains, bateaux, etc.). Concrètement, l’équipe invite même les industriels à s’intéresser de près à des matériaux poreux constitués de surfaces d’hydrures et de concevoir des réservoirs. Certes, il y a encore quelques « détails » à régler. Comme le fait que ce matériau se dégrade au contact de l’humidité dans l’air. C’est d’ailleurs le prochain objectif des chercheurs de l’UCLouvain : réutiliser le bloc d’hydrure et modifier les autres composants pour aboutir à un réservoir utilisable. Passionnant !
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