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Stocker l'hydrogène grâce aux nanotubes de carbone

Le développement actuel des piles a combustible engendre une euphorie dans la recherche sur le stockage de l'hydrogène : source d'énergie abondante, bon marche et non polluante. La «bonne solution», tant en matériau qu'en process, devra associer une forte rétention en hydrogène, une énergie de dissociation de hydrogène favorable, un faible coût d'exploitation, une certaine sécurité d'utilisation ainsi qu'une possibilité de travail a température ambiante et a basse pression. Les deux voies prometteuses sont les hydrures métalliques et les nanotubes de carbone. L'Agence Internationale de l'Energie (IEA) souhaite trouver un de ces matériaux capable de retenir de l'ordre de 5 % en masse hydrogène avec une température de désorption inférieure a 100°C. D'après Gary Sandrock (IEA), le plus performant des hydrures métalliques est le NaAlH4 (capacité de stockage hydrogène a 4-5m% et une température de désorption Td de 125°C). Les nanotubes n'ont, pour l'instant, pas été autant étudiés que les hydrures, mais des résultats sembleraient indiquer des capacités de rétention a 7m% et des températures de désorption inférieures a 100°C. Les études sur les hydrures métalliques sont déjà bien avancées. Déjà utilises dans certaines batteries, ils ne libèrent hydrogène stocke qu'a de trop fortes températures. Craig Jensen, Universite d'Hawai, a amélioré de manière significative les catalyseurs de re- et de- hydratation du NaAlH4 (4.5m% et Td<100°C). Cependant d'autres problèmes apparaissent comme la forte réactivité de ce produit avec l'eau et sa longue recharge nécessaire. Des contacts ont cependant déjà été établis avec des sociétés automobiles américaines et japonaises. D'autre part, les laboratoires Ames (Vitali Pecharsky) essaient d'optimiser d'autres alliages a base de magnésium. Un procédé innovateur permet de réduire les coûts d'élaboration, par conversion directe en poudre de l'alliage fondu utilisant une technique d'atomisation gaz a haute pression, pour atteindre une bonne homogénéité du produit. L'année dernière, Hui-Ming Cheng, Academie chinoise des Sciences, avait obtenu des nanotubes de carbone a simple paroi (SWNTs) par une méthode de décharge en arc hydrogène. Ces nanotubes possèdent 4,2m% de rétention en hydrogène a température ambiante, mais seulement 78,3% susceptible d'être relâche a température ambiante, et a de fortes pressions seulement (>6MPa). D'autre part, Michael Heben, National Renewable Energy Laboratory, a lui fabrique par vaporisation laser des nanotubes avec 3,5-4,5 m% de rétention. Enfin, Karl Johnson, Universite de Pittsburg, s'est intéressé aux limites de rétention de hydrogène dans les nanotubes de carbone et les fibres nanometriques en modélisant les interactions moléculaires entre hydrogène et le carbone graphite. Ses résultats ne correspondent pas encore aux données expérimentales.

Lettre des nouveaux matériaux :

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