Hydrogène en poudre : pourquoi cette invention peut tout changer

Pour l’instant la transition énergétique, en particulier dans l’automobile et le transport, repose essentiellement sur la technologie des batteries lithium-ion. Une technologie qui s’améliore d’année en année mais qui garde quelques inconvénients par rapport aux énergies fossiles.

“Faire le plein” d’électricité peut prendre jusqu’à plusieurs heures, la capacité totale est limitée, et change en fonction de la température extérieure, ou du nombre de cycles total de l’accumulateur. Sans compter les risques tels que les départs de feu causés par la réactivité extrême du lithium lors d’accidents de la route.

Pourquoi transformer l’hydrogène en poudre est un game changer

L’hydrogène a longtemps été présenté comme une alternative avantageuse aux énergies fossiles. Si on se concentre sur l’expérience utilisateur, sur le papier, l’hydrogène peut s’utiliser à peu près comme de l’essence ou du diesel. Tout en délivrant une densité énergétique bien plus importante que les énergies fossiles ou l’électricité stockée dans une batterie Lithium-ion.

Pourtant, vous l’aurez remarqué, les voitures à hydrogène ne sont pas encore très courantes. Il faut dire que la technologie a elle aussi son lot de défis à résoudre. Pour l’heure, 90% de l’hydrogène est extrait de gisements d’énergies fossiles, par ailleurs à grands frais d’énergie, ce qui n’est donc pas idéal lorsqu’il est urgent de réduire les émissions de gaz à effet de serre.

On peut bien sûr produire également l’hydrogène en séparant les molécules d’eau. Mais le procédé est énergétiquement encore très inefficient. Concrètement cela signifie des pertes énormes d’énergie, pour stocker finalement assez peu d’hydrogène. Et les problèmes ne s’arrêtent pas là : l’atome d’hydrogène est si petit qu’il peut se diffuser et traverser à peu près tous les matériaux.

Ce gaz est également connu pour sa dangerosité en présence d’oxygène – il peut exploser spontanément causant beaucoup de dégâts. Stocker l’hydrogène de manière sûre et à peu de frais est donc également l’un des enjeux qui conditionne l’avènement de ce type de véhicules sur le marché. Pour l’heure la recherche s’était surtout concentrée sur créer de coûteux réservoirs compartimentés.

La méthode est aussi intéressante pour extraire l’hydrogène à moindre frais

Mais les chercheurs de l’université de Deakin semblent avoir découvert à la fois une méthode de production et de stockage beaucoup moins coûteuse et beaucoup plus intéressante : transformer l’hydrogène en poudre en exploitant des principes de mécanique chimique. L’idée est ici de déclencher des réactions en utilisant des forces mécaniques plutôt que de la chaleur, de la lumière ou des différences de potentiel électrique.

Ce qui permet de mobiliser beaucoup moins d’énergie. Pour transformer leur hydrogène en poudre, les chercheurs ont inséré le gaz dans une chambre cylindrique contenant des billes en acier, et du nitrure de bore connu pour ses capacités d’absorption. La rotation de la chambre transforme les billes d’acier en pilons. En écrasant le nitrure de bore, l’hydrogène se trouve peu à peu piégé dans la poudre – qui peut être ensuite directement utilisée telle qu’elle.

Les chercheurs expliquent : “actuellement, l’industrie pétrochimique emploie un procédé cryogénique pour séparer l’hydrogène du pétrole brut. Plusieurs gaz sont présents dans cette huile, donc pour les séparer et les purifier, ils refroidissent tous ces gaz jusqu’à ce qu’ils se liquéfient, puis chauffent l’ensemble. Les gaz s’évaporent à différentes températures, et c’est comme cela qu’ils les séparent”.

En comparaison, la méthode mécanique-chimique des chercheurs n’a besoin que de 10% de l’énergie actuellement utilisée pour produire ce gaz. Soit quelques dizaines de centimes pour plusieurs dizaines d’heures de “pulvérisation”. Pour l’heure les chercheurs n’en sont qu’aux prémisses du développement de cette technologie de séparation et de stockage. Leur prochaine ambition est de montrer qu’il est possible de recycler le nitrure de bore vidé de son hydrogène, à l’infini.

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Reste que même si ces avancées semblent prometteuses, pour l’heure l’hydrogène a peu de chance à court-moyen terme de s’afficher en alternative réelle aux voitures électriques. L’écosystème de recharge et de véhicules à batteries est tout simplement déjà comparativement trop avancé. L’hydrogène pourrait néanmoins, grâce à ce genre d’avancées, trouver à terme une utilité dans des secteurs comme le transport de marchandises, l’aviation et les transports collectifs de courte ou longue distance (trains, bus…).

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