La technologie de stockage mise au point par des chercheurs américains pourrait détenir la clé de l’avenir de l’hydrogène comme source d’énergie renouvelable.
Dans le processus de transition énergétique des sources fossiles vers les sources renouvelables, l’un des vecteurs les plus prometteurs est l’hydrogène en raison de son énorme potentiel en tant que carburant propre. Cependant, son stockage présente des défis majeurs, car il n’existe à ce jour aucun moyen totalement sûr, économique et rentable de stocker l’hydrogène à grande échelle. Cependant, des scientifiques du Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) à Richland, Washington, en collaboration avec le Hydrogen Materials-Advanced Research (HyMARC) du Département américain de l’énergie (DOE), ont mis au point une technologie de stockage qui pourrait détenir la clé à l’avenir de l’hydrogène en tant que source d’énergie renouvelable.
Leur intuition, décrite en détail dans un article publié dans la revue scientifique Green Chemistry, repose sur l’utilisation d’un sel particulièrement abondant sur Terre, le bicarbonate de sodium, et plus précisément sur le cycle bicarbonate-formiate (le formiate est une molécule organique liquide) pour stocker et libérer de l’hydrogène. « Avec nos travaux – expliquent les chercheurs – nous montrons comment le cycle bicarbonate-formiate offre la possibilité de combiner des opérations électrochimiques et thermochimiques, ainsi que de coupler la capture du CO2 avec l’accumulation d’énergie à partir de l’hydrogène ».
Dans ce cycle, les solutions d’ions formiate (hydrogène et dioxyde de carbone) dans l’eau transportent l’hydrogène vers la base de formiate de métal alcalin non corrosif. Les ions réagissent avec l’eau en présence d’un catalyseur et cette réaction donne de l’hydrogène et des bicarbonates « bicarbonate de sodium ». En modifiant légèrement la pression, le cycle bicarbonate-formiate peut être inversé, ce qui fournit un interrupteur marche-arrêt pour une solution aqueuse qui peut alternativement stocker ou libérer de l’hydrogène.
Pour accélérer la phase de libération, les chercheurs ont également mis au point un catalyseur, un additif capable d’accélérer le processus, en cassant les liaisons chimiques de manière plus économe en énergie.
Jusqu’à présent, la technologie a montré qu’elle peut stocker l’hydrogène à raison de 20 kilogrammes par mètre cube, ce qui la rend encore loin de la norme industrielle de l’hydrogène liquide (70 kilogrammes par mètre cube). D’autre part, le système, construit essentiellement sur une solution aqueuse sûre, représente « une alternative verte réalisable », ont ajouté les chercheurs, qui recherchent déjà des solutions permettant d’optimiser le processus et de faire du cycle bicarbonate-formiate une solution viable pour le stockage à long terme et le transport de l’énergie.
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