Une méthode simple de fabrication de nano-mousse de palladium à très faible densité pourrait contribuer à faire progresser les technologies de stockage de l'hydrogène, rapporte une nouvelle étude de l'Université de Californie, Davis.

Cela ressemble à une nanomousse :une version mousseuse d'un certain matériau, rempli de très petits pores. Introduit pour la première fois il y a environ 20 ans, les nanomousses métalliques ont un potentiel pour diverses applications. Les structures poreuses sont solides et légères, comme leurs homologues naturels en os et en liège. Le palladium et certaines autres nanomousses métalliques peuvent également stocker et libérer rapidement de l'hydrogène, ce qui en fait un candidat idéal pour les piles à combustible à hydrogène.

Mais avant que les voitures puissent commencer à faire le plein grâce à la nanomousse, l'utilisation de mousses métalliques à l'échelle industrielle doit relever des défis dont des conditions de fabrication exigeantes, contamination et mauvaise cristallinité, a déclaré l'auteur principal Kai Liu, professeur de physique à l'UC Davis College of Letters and Science. Il est également difficile de réaliser des mousses extrêmement légères sans compromettre leur stabilité, a noté Liu.

Les techniques traditionnelles de fabrication de mousse métallique peuvent nécessiter une température élevée, environnements chimiques à haute pression et contrôlés. L'équipe dirigée par UC Davis s'appuie plutôt sur une approche de chimie humide bien adaptée aux applications industrielles et adaptable à d'autres types de mousses métalliques légères, dit Liu.

« Cela ouvre une toute nouvelle plate-forme pour des explorations passionnantes des matériaux, " il a dit.

La nouvelle technique utilise des nanofils de palladium comme éléments constitutifs. Les nanofils sont mis dans l'eau, puis mélangé dans une suspension avec des vibrations ultrasoniques. La suspension est rapidement immergée dans de l'azote liquide pour geler les fils en place. Finalement, le mélange glace-nanofil est mis sous vide jusqu'à vaporisation de la glace, laissant derrière lui une mousse de nanofil de palladium pur. La densité du matériau est aussi faible qu'un millième de la densité du palladium sous sa forme de métal en vrac et peut être ajustée pour différentes applications, l'équipe a trouvé.

Les chercheurs ont également étudié les propriétés de stockage d'hydrogène de la nanomousse de palladium, trouver le matériau a démontré une excellente capacité de charge et un excellent taux d'absorption. La nanomousse présente une excellente stabilité thermodynamique, tel que mesuré par des techniques calorimétriques spécialisées au laboratoire de thermochimie UC Davis Peter A. Rock. Le laboratoire est dirigé par la co-auteur de l'étude Alexandra Navrotsky, titulaire de la chaire Edward Roessler en sciences mathématiques et physiques.

Les résultats ont été publiés en ligne le 20 octobre 2017, dans la revue Chimie des Matériaux .