De nouveaux matériaux « simples et efficaces » pour stocker l’hydrogène

Les chercheurs ont créé pour la première fois des composés réalisées à partir de mélanges d’hexaborures de calcium, de strontium et de baryum. Ils ont également démontré que les composés pouvaient être conçus en utilisant un procédé de fabrication simple, à faible coût, et connu sous le nom de synthèse de combustion.

Les travaux qui entrent dans sa phase de démonstration fait partie d’un projet de 1,2 millions de dollars financé par la National Science Foundation (NSF), une collaboration entre l’UC San Diego, l’University Alfred et l’Université du Nevada, Reno.

Le procédé de fabrication de la céramique demeure plus rapide et plus simple que les méthodes traditionnelles utilisées pour la fabrication de ce type de matériaux.

"Nous sommes à la recherche de matières solides qui sont en mesure de stocker et libérer l’hydrogène facilement", a déclaré Olivia Graeve, professeur à la Jacobs School of Engineering de l’UC San Diego, et spécialiste reconnu de la fabrication de nanomatériaux. "Le stockage de l’hydrogène est devenu de plus en plus important à mesure que les piles à combustible deviennent des sources d’énergie de plus en plus utilisées dans l’industrie. Mais l’élément le plus léger du tableau périodique reste néanmoins difficile à stocker. Il a aussi tendance à se diffuser à travers les parois des cuves sous pression. Il doit également être comprimé pour occuper des volumes gérables dans l’espace."

Les céramiques qui en résultent sont essentiellement des structures cristallines dans une cage de bore. Pour stocker l’hydrogène, les chercheurs ont permuté le calcium, le strontium et le bore avec des atomes d’hydrogène à l’intérieur de la cage.

Les ingénieurs ont mélangé le bore avec des nitrates métalliques et des combustibles organiques, tels que l’urée, dans un four à des températures inférieures à 400 degrés. Les nitrates et les combustibles organiques s’enflamment, génèrent de la chaleur qui entraîne alors une réaction sans la nécessité d’une source d’énergie extérieure. Ce procédé est connu sous le nom combustion synthétique. "C’est un beau processus très simple", a précisé olivia Graeve.

** Les chercheurs ont présenté leurs travaux en Mars 2014 au troisième Symposium international sur les nanosciences et les nanomatériaux au Mexique.