À l’occasion du Prix de l’inventeur européen 2023, le milieu de la recherche français a brillé grâce à cinq chercheurs de Grenoble, qui ont présenté le projet intitulé « Un moyen sûr et durable de stocker l’hydrogène ». Dans les catégories « Recherche » et « Prix du Public », Albin Chaise, Patricia de Rango, Daniel Fruchart, Michel Jehan et Nataliya Skryabina ont inscrit un doublé, mardi 4 juillet 2023, dans un secteur très porteur et stratégique de l’énergie que de nombreux gouvernements et industriels veulent s’arracher.
Leurs travaux ingénieux pour stocker l’hydrogène les ont conduits à compresser le gaz, non pas en liquide mais en solide, avec de l’hydrure de magnésium, des additifs métalliques et du graphite, et de finir par en faire de larges disques. Pour le transport et le stockage, les chercheurs ont élaboré des réservoirs pour ces disques d’hydrogènes à l’état solide, sans risque de combustion même en contact avec le feu, ne nécessitant que très peu d’énergie et ne laissant aucune perte.
Un travail d’équipe, où chaque chercheur s’est spécialisé sur un point précis du projet afin de mener à bien l’élaboration de leur objectif : garantir un stockage stable, économe et écologique. Ce fut aussi le fruit d’un travail à l’échelle universitaire plus largement, et notamment du CNRS, terrain d’accueil de leurs travaux et cadre stratégique où le gouvernement investit pour son industrie d’avenir dans l’hydrogène. À Grenoble, les vainqueurs des deux prix de l’inventeur européen se décrivaient comme de véritables « chefs d’orchestre, chacun avec un instrument différent » et sans pouvoir en arriver à ce niveau en restant à « jouer en solo ».
À l’image de la start-up de l’industrie agroalimentaire française Ynsect, le projet de ces chercheurs grenoblois a participé à la compétition de l’office européen des brevets avec un argument de taille : une mise en commercialisation. En effet, les disques solides d’hydrogènes sont bel et bien réels et prêts à un usage concret. La solution pour échapper aux réservoirs d’hydrogène conventionnels ultra-énergivores, qui doivent maintenir une température à -253 degrés pour conserver l’état liquide du contenant et une pression de 700 bars dans le compartiment sans que celui-ci rompe ou se déforme dans le temps.
Le problème du stockage de l’hydrogène
Pour rappel, l’hydrogène est un gaz extrêmement léger, qui dans les conditions de pression de l’atmosphère occupe une place conséquente, d’où son souci de stockage. Les formes gazeuses et liquides connaissent leurs limites, et la forme solide tend à devenir la solution optimale de demain, à condition de pouvoir stocker suffisamment d’hydrogène. Car pour la plupart des procédés présentés jusqu’à présent, la même limite : une très faible masse d’hydrogène stockée.
Jusqu’à présent, c’est la principale limite du procédé, point que reconnaissait notamment le Français Air Liquide, qui travaille de son côté sur la piste du magnésium et les alanates (Aluminohydrure de sodium). « Avant d’envisager des applications à grande échelle, il faut aussi maîtriser certains paramètres comme la cinétique, la température et la pression des cycles de charge et décharge de l’hydrogène dans ces matériaux », explique l’entreprise sur son site.
L’hydrogène, moteur de croissance
Carburant pour les lanceurs spatiaux, l’hydrogène est aussi très souvent associé à la pile à combustible qui permet aux véhicules de quitter le thermique ou l’alternative du moteur électrique à batterie. Parmi ses utilisations, l’hydrogène est aussi un réactif utilisé dans des industries comme la chimie, l’électronique, l’industrie du verre, du textile et même de la métallurgie. En plus de régler le danger de son stockage, une solution économe permettrait de faire d’immenses économies d’énergie.
Cinq brevets ont été déposés par l’équipe de Grenoble derrière la solution de stockage de l’hydrogène en disque. Le premier pour les matériaux intermétalliques pulvérulents pour le stockage réversible, le deuxième pour le composite nanocristallin et son procédé de préparation, le troisième pour le procédé de préparation d’un matériau de stockage de l’hydrogène comprenant une opération de déformation plastique sévère, le quatrième pour l’hydrure de magnésium et enfin le cinquième plus complet pour le réservoir de stockage des disques d’hydrogène créé.
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Source : Office européen des brevets
Heureux de voir qu’il y a encore des champions dans la cherche en France….
Bonjour,
“qui doivent maintenir une température à -253 degrés pour conserver l’état liquide du contenant ET une pression de 700 bars dans le compartiment sans que celui-ci rompe ou se déforme dans le temps.”
Je regrette, le terme exacte, c’est OU.
Soit à -253 degrés à l’état liquide, soit une pression de 700 (ou 350) bars à l’état gazeux.
Et sinon, densité énergétique ? Coût ? Comment se décharge ou se recharge-t-il ?
Cordialement,
1/ ça ne sert strictement à rien de stocker de l’hydrogène, c’est encombrant et ça dépense énormément d’énergie. Il vaut mieux le produire à la demande, sachant qu’une unité d’une surface au sol de 50 m² peut en produire 50 kg à l’heure. Et qu’on ne vienne pas raconter que c’est pour stocker les excédents des renouvelables. Le jour où ils auront des excédents significatifs à stocker, les poules auront des dents.
2/ tu parles d’une trouvaille ! Le procédé des hydrures (de magnésium dans ce cas) est connu depuis belle lurette. Mes collègues du CEA Grenoble travaillaient déjà dessus en 1974 ! Vu l’efficacité massique ridicule, on a arrêté. https://www.discoverthegreentech.com/hydrogene/stockage/hydrures-metalliques/?fbclid=IwAR147yiYD5XjQlxwoAouvXH5F2snqmuEhInayZgnMg21nacOaNMaVk-gLBA .
Il semble par contre qu’il y a une chose que ces “chercheurs” ignorent et qui s’appelle la thermodynamique, et qui dit entre autres que plus une réaction est facile dans un sens, plus elle demande d’énergie dans l’autre sens. Dans le cas de MgH2, c’est le sens de la décomposition pour libérer l’hydrogène selon MgH2 —-> Mg + H2 qui se fait facilement à 300°C. Elle se fait même spontanément à température ambiante si l’on ajoute de l’eau, et en prime on récupère 2 fois plus de H2 car on récupère aussi celui de l’eau :
MgH2 + H2O —-> MgO + 2 H2.
Par contre, la fabrication de l’hydrure selon Mg + H2 —-> MgH2 demande une très forte dépense d’énergie et des additifs.
Et, cerise sur le gâteux (ce n’est pas une faute de frappe), MgH2 a une masse moléculaire de 26 g, dont 24 g de Mg et 2 g de H2. Par ce procédé on multiplie donc par 13 la masse à stocker, sans parler de “l’emballage”.
Enfin, cet article est plein d’idioties. Voici la plus grosse : “échapper aux réservoirs d’hydrogène conventionnels ultra-énergivores, qui doivent maintenir une température à -253 degrés pour conserver l’état liquide du contenant et une pression de 700 bars dans le compartiment sans que celui-ci rompe ou se déforme dans le temps.”
Non. C’est soit -253°C, soit 700 bars, mais pas les deux en même temps. Si l’hydrogène est liquide, comme c’est le cas à -253°C, il n’y a pas besoin de pression. C’est lorsqu’il est gazeux à température ambiante et que l’on veut le compacter qu’on le met sous 700 bars. C’est le cas des réservoirs des voitures à hydrogène.
Ce monde part vraiment en sucette, on y fait, on y raconte, et on y récompense n’importe quoi, pourvu qu’il y ait les bons mots clés qui font saliver les ignorants (et ceux qui y voient l’opportunité de faire du fric sur leur dos).
Les chercheurs du CNRS, entre autres, n’ont pas de fric. Alors ils vont “à la soupe” les pauvres, et font des études sur commande, financées par ceux qui y ont un intérêt. Il n’y a qu’à voir la photo. Vu leur âge, ce sont manifestement des thésards ou des post-docs, rémunérés au lance pierre. Je serais curieux de savoir qui a financé les thèses.
Sauf erreur de ma part, c’est bien la pression de 700 bars qui permet de conserver l’état liquide pou empêcher une détente du gaz et son rrtour à l’état gazeux. Donc le ET me semble approprié.
Cordialement