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BE Israël 89  >>  23/08/2013

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Energie
Une nouvelle méthode de stockage de l'hydrogène

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/73753.htm

Depuis plusieurs années, l'hydrogène est présenté comme l'un des carburants du futur. On en trouve en effet en grande quantité dans l'eau ou encore dans les nébuleuses de l'Espace, même si la question de son extraction à un coût raisonnable n'est pas encore résolue. Toutefois, pouvant réagir très violemment en présence d'oxygène et de la moindre étincelle, le problème de son stockage persiste. De nombreuses méthodes ont été proposées pour y remédier. Une équipe israélienne a notamment fait appel au nitrure de magnésium.


Voiture roulant à l'hydrogène
Crédits : skidder

L'équipe du professeur Gideon S. Grader du Russell Berrie Nanotechnology Institute du Technion - Israel Institute of Technology a récemment publié dans le Journal of Physical Chemistry C une méthode originale faisant appel au nitrure de magnésium pour stocker l'hydrogène. Le nitrure de magnésium (Mg3N2) peut être facilement produit par calcination du magnésium métallique dans de l'azote pur (l'azote servant à prévenir la formation d'oxyde de magnésium qui pourrait se former si cette expérience était réalisée sous air). Soumis à une forte pression de dihydrogène (H2), le nitrure de magnésium conduit à des espèces instables, des amides (Mg(NH2)2) et des imides (MgNH2) de magnésium pouvant s'enflammer dans l'air.

Alors que l'incorporation de dihydrogène dans le nitrure de magnésium se fait généralement difficilement et nécessite des pressions supérieures à 4.000 bars, l'utilisation d'un moulin à billes la rend possible avec des pressions comprises entre 40 et 80 bars. Un moulin à billes est un tambour contenant de lourdes billes de métal (il s'agit ici de tungstène) et muni d'un moteur assurant la rotation du dispositif de manière à broyer le contenu sans produire un effet centrifuge significatif (il y aurait alors accumulation sur les parois). Ce genre d'appareil, peu utilisé en chimie, fonctionne de la façon suivante : les matériaux sont écrasés sous l'action des billes et les chocs entre les billes lourdes en mouvement créent sur les surfaces des pressions très élevées. En quelque sorte, les billes écrasent ainsi l'hydrogène dans la poudre : on parle alors de mécanochimie.

Les expériences ont permis d'incorporer après 200 heures de moulinage du dihydrogène dans du nitrure de magnésium. Les mesures montrent qu'environ 12% du nitrure est transformé en un hydrure de magnésium, d'amide ou d'imide. Pour des raisons pratiques, la réaction est limitée à 200 heures mais tout laisse penser que des pressions plus élevées et des temps de réaction plus longs permettraient un stockage plus important. Par ailleurs, le dihydrogène peut être libéré par simple moulinage à pression atmosphérique. Il ne sera probablement jamais question de mouliner du minerai dans sa voiture pour la faire rouler. Toutefois, il s'agit d'une nouvelle méthode pouvant présenter un intérêt dans certains cas de figure. Par exemple, les fortes pressions du fond des océans pourraient être utilisées pour compresser le dihydrogène produit par "les fumeurs" (des cheminées hydrothermales exsudant du sulfure d'hydrogène et parfois même du dihydrogène) dans le nitrite de sodium et remonté ensuite en surface.

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Pour en savoir plus, contacts :

Page du professeur Gideon Grader - http://ceweb.technion.ac.il/Gideon_Grader.htm

Code brève
ADIT :
73753

Sources :

- Uri ASH-KURLANDER, Gennady E. SHTER, Shifi KABAYA, Asher SCHMIDT & Gideon S. GRADER, "Playing Hardball with Hydrogen: Metastable Mechanochemical Hydrogenation of Magnesium Nitride", J. Phys. Chem. C, 2013, 117 [3], pp. 1237-1246 - http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp310903k
- Peter WASSERSCHEID, "Hydrogène : des catalyseurs "salés" pour un stockage chimique sous forme liquide", Bulletins électroniques Allemagne, 611, 28 avril 2013 - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/72900.htm
- "L'hydrogène, les nouvelles technologies de l'énergie", Revue Clefs CEA, 50-51, mars 2005 - http://redirectix.bulletins-electroniques.com/uXCn0
- Dossier consacré à l'hydrogène, Cea.fr - http://redirectix.bulletins-electroniques.com/Rl8uS

Rédacteurs :

Dr Hendrik Eijsberg, Volontaire international chercheur au Technion - Israel Institute of Technology

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Origine :

BE Israël numéro 89 (23/08/2013) - Ambassade de France en Israël / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/73753.htm
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