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Un nouvel alliage pour stocker l'hydrogène
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Biocoke Lab. a développé en collaboration avec le professeur Tomohiro AKIYAMA de l'université de Hokkaido une méthode de production à l'échelle industrielle de MgH2, alliage de stockage de l'hydrogène. Un gramme de cet alliage peut libérer 1,9 litres d'hydrogène, ce qui est presque dix fois supérieur aux autres alliages. Les hydrures métalliques présentent un grand intérêt dans le stockage et le transport de l'hydrogène car ils sont plus stables et plus légers que les formes de stockage pressurisé actuellement utilisées.
Le processus de production de MgH2 consiste à réduire le magnésium en poudre puis d'appliquer un traitement thermique (400-500°C) en présence de H2. Le magnésium étant le 8e élément le plus abondant sur Terre, son coût est peu élevé, ce qui permet d'obtenir un dérivé de faible coût également. Une production de 5 kg en 2 jours a été réalisée dans un dispositif expérimental de Biocoke Lab.. Selon les estimations du groupe, une production à l'échelle de la dizaine de kg permettrait d'avoir du MgH2 à 30 yens le gramme (0,18 euros/g) et une production à l'échelle de la tonne donnerait un prix au gramme de 10 yens (0,06 euros/g).
Le MgH2 possède en effet un fort pourcentage massique de H2 (7,6%). Etant très stable, la libération de H2 nécessite beaucoup d'énergie : la réaction se fait en général à plus de 290°C. Pour pallier à cet inconvénient, Biocoke Lab. emploie la réaction d'hydrolyse du MgH2 qui nécessite moins d'énergie : MgH2 + 2 H2O --> Mg(OH)2 + 2 H2. D'après l'équation, on obtient 2 moles de H2 pour 1 mole de MgH2, ce qui donne un % massique final de 15,2 % expliquant le fort volume de H2 libéré (1,9 L H2 / g MgH2). Cette réaction peut avoir lieu à une température relativement basse (75°C) et cette valeur peut encore être baissée par ajout d'un catalyseur spécifique. Le co-produit de la réaction, l'hydroxyde de magnésium Mg(OH)2 est un élément non toxique pouvant être réutilisé dans d'autres industries.
L'entreprise a développé en collaboration avec FC-R&D un système de pile à combustible (PAC) pouvant utiliser directement le MgH2, d'une puissance de 100 W et pouvant fonctionner 8h avec 20 g de MgH2. Un modèle de ce dispositif a été présenté à FC-Expo (Fuel Cell Expo 2008, Tokyo) et a attiré l'attention de nombreux visiteurs. Le groupe pense tout d'abord proposer cette PAC comme générateur électrique de secours transportable en cas d'urgence avec une recharge de 10 kg de MgH2. L'équipe travaille également avec l'université Waseda à l'adaptabilité du système pour l'alimentation de fauteuils roulants ou de petits véhicules électriques. Enfin, dans une voiture à PAC, une recharge de 25 kg suffirait à produire suffisamment de H2 pour rouler 400 km.
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