Les scientifiques du Rensselaer Polytechnic Institute ont découvert, lors de tests d’un nouveau nanomatériau appelé nanoblades destiné au stockage de l’hydrogène, qu’il peut stocker et libérer l’hydrogène extrêmement rapidement et à basse température par rapport à des matériaux similaires. Un autre aspect important de ce nouveau matériau est qu’il est également rechargeable. Ces caractéristiques pourraient en faire un matériau idéal pour le stockage de l’hydrogène à bord des véhicules à hydrogène ou à pile à combustible de la prochaine génération.
Les conclusions sur les performances des nanoblades sont publiées dans l’édition de septembre 2011 de l’International Journal of Hydrogen Energy.
Des nanoblades avant tout cycle d’hydrogénation-déshydrogénation (Rensselaer/Yu Liu)
Pour stocker l’hydrogène, il faut une grande surface et de l’espace entre les nanostructures afin de permettre au matériau de s’étendre au fur et à mesure que des atomes d’hydrogène sont stockés. Selon Gwo-Ching Wang, professeur de physique, de physique appliquée et d’astronomie à Rensselaer, la vaste surface et le profil ultramince de chaque nanoblade, associés aux espaces entre chaque lame, pourraient les rendre idéaux pour cette application.
Pour créer les nanoblades, les chercheurs utilisent le dépôt en phase vapeur à angle oblique. Cette technique de fabrication permet de créer des nanostructures en vaporisant un matériau – du magnésium dans ce cas – et en permettant aux atomes vaporisés de se déposer sur une surface à un angle oblique. Le matériau fini est ensuite décoré d’un catalyseur métallique pour piéger et stocker l’hydrogène. Pour cette recherche, les nanoblades ont été recouvertes de palladium.
“Les exigences du ministère de l’énergie sont très difficiles à satisfaire pour les technologies de stockage de l’hydrogène existantes, en particulier lorsqu’il s’agit de nouveaux matériaux de stockage d’énergie pour le stockage de l’hydrogène à bord”, a déclaré l’auteur principal Yu Liu. “Tous les nouveaux matériaux doivent fonctionner à basse température, désorber rapidement l’hydrogène, être rentables et recyclables.”
Leur travail avec les nanoblades est déjà prometteur dans tous ces domaines, selon Wang et Liu.
Ils ont découvert que les nanoblades commençaient à libérer de l’hydrogène à 340 degrés K (environ 67 degrés Celsius). Lorsque la température a été légèrement augmentée à 373 K (100 degrés C), l’hydrogène stocké dans les nanoplaquettes a été libéré en 20 minutes seulement. Selon M. Liu, de nombreux autres matériaux nécessitent plus du double de cette température pour fonctionner à ce rythme.
Les chercheurs ont également découvert que les nanoplaquettes sont recyclables. Cela signifie qu’elles peuvent être rechargées après avoir libéré de l’hydrogène et utilisées à l’infini. Cette possibilité de réutilisation est essentielle pour les applications pratiques.
