Le pétrole est mort… vive l'hydrogène. Si ce gaz pouvait être stocké de manière stable et sûre, l'hydrogène serait l'énergie idéale. Des chercheurs du CNRS proposent une solution de stockage efficace et bon marché : les nanocornets de carbone.
Avec ces structures, la liaison hydrogène-carbone est beaucoup plus stable qu'avec les nanotubes. L'étude du CNRS lève les réserves qui empêchaient d'envisager l'utilisation de nanomatériaux à base de carbone pour des applications industrielles.
Elément le plus abondant dans l'Univers, l'hydrogène représente une source d'énergie renouvelable alternative aux énergies fossiles, devenues trop rares et trop chères. Il n'est pas polluant : le seul sous-produit formé lors de sa production est l'eau. Néanmoins, la difficulté à le stocker de manière à la fois sûre et économique a jusqu'ici rendu son utilisation marginale.
Parmi les procédés de stockage existants, l'assemblage avec des métaux semble trop coûteux. Le piégeage dans des matériaux poreux, quant à lui, est à la fois efficace (tout l'hydrogène adsorbé est récupérable) et bon marché. De plus, les cycles de chargement et de relargage de l'hydrogène ne nécessitent alors aucune réactivation ou régénération du matériau. Les nanostructures à base de carbone (nanotubes ou nanocornets), du fait de leur faible masse et leur grande capacité d'adsorption, s'avèrent d'excellents prétendants de matériaux poreux.
Mais les nanotubes de carbone présentent un inconvénient majeur. En effet leur stockage n'est possible qu'à des températures extrêmement basses (inférieures à -196oC), à cause de la faible interaction entre l'hydrogène et le carbone, ce qui limite les applications commerciales. La possibilité future de stocker de l'hydrogène à l'intérieur de matériaux poreux à base de carbone, dans le cadre d'un projet d'énergie propre, dépend donc étroitement de la force de l'interaction entre l'hydrogène et le carbone, et de la faculté d'augmenter cette force.
En collaboration avec leurs confrères basques, britanniques et espagnols, des chercheurs du Centre de recherche sur la matière divisée (CNRS - Université d'Orléans) ont étudié les liens entre l'hydrogène et les nanocornets de carbone. Les nanocornets sont des matériaux de deux à trois nanomètres de longueur.
Seule réserve, le coût
En utilisant la spectroscopie de neutrons à haute résolution, ils ont obtenu des informations sur cette interaction (mobilité de l'hydrogène, énergies et géométrie caractérisant le complexe hydrogène-nanocornet). Leurs résultats montrent que l'interaction entre l'hydrogène et les nanocornets est bien plus forte qu'entre les nanotubes de carbone et l'hydrogène.
Ces résultats suggèrent que les nanocornets de carbone sont des matériaux prometteurs pour le stockage de l'hydrogène. Seule réserve à cette découverte, le prix. Le coût de fabrication est aujourd'hui encore relativement onéreux.
> Pour en savoir + : Communiqué du CNRS
