Selon de nombreux scientifiques, l'économie de l'hydrogène proposée, positionner l'hydrogène comme le plus important vecteur d'énergie produite de manière durable, est une évolution inévitable. Malheureusement, l'utilisation de l'hydrogène comporte certains risques, car il est inflammable et difficile à détecter. Des capteurs fiables pour indiquer la présence d'hydrogène sont donc un élément essentiel de la future économie de l'hydrogène. Scientifiques de l'Université d'Utrecht, La TU Delft et l'European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) de Grenoble ont maintenant développé un capteur qui change de couleur lorsqu'il est exposé à l'hydrogène.
La recherche que les scientifiques ont décrite dans leur publication en Communication Nature se concentre sur la combinaison des éléments chimiques yttrium et zirconium, deux soi-disant « métaux de transition ». Le principal avantage de ce composite est que le matériau change de couleur en absorbant de l'hydrogène, et le changement de couleur dépend de la quantité d'hydrogène absorbée. En faisant ainsi, la recherche sur les métaux de transition a produit un capteur d'hydrogène qui peut être lu à l'œil nu.
Le capteur peut être produit sous forme de bande qui se fixe aux endroits où la pression d'hydrogène est mesurée, faciliter la détection de fuites ou mesurer si la pression de l'hydrogène dans une installation est suffisamment élevée.
Le principe du nouveau capteur est que les atomes constituant la structure de la grille métallique doivent faire de la place pour l'absorption d'hydrogène. Cela nécessite une certaine quantité d'énergie. Plus il faut d'énergie pour ce processus, plus la pression de l'hydrogène doit être élevée pour que le processus ait lieu. La quantité d'hydrogène absorbée par le matériau détermine le degré auquel il réfléchit la lumière et change ainsi sa couleur.
Avec leurs recherches, les scientifiques ont montré que la pression à laquelle l'hydrogène est stocké et libéré dans une grille d'yttrium et de zirconium peut être ajustée avec précision en choisissant un rapport spécifique des deux métaux, ce qui modifie également la quantité d'énergie nécessaire. Cela signifie que la sensibilité du capteur peut être déterminée en choisissant un certain rapport d'yttrium sur zirconium, permettant la mesure de pressions comprises entre 0,1 mbar et 10, 000 mbar.
Voitures à hydrogène
Les résultats de cette recherche pourraient avoir un effet sur le stockage de l'hydrogène destiné à être utilisé dans les véhicules. "À l'heure actuelle, l'hydrogène est stocké dans des bouteilles de 700 bars, " dit le professeur Bernard Dam de TU Delft. " Idéalement, on aimerait stocker de l'hydrogène dans un métal léger, comme le magnésium. Malheureusement, la pression d'équilibre du magnésium est beaucoup trop faible, ce qui signifie qu'il ne fournit pas assez de flux d'hydrogène pour alimenter une pile à combustible."
Les chercheurs pensent qu'il serait possible d'ajouter un métal de transition au magnésium afin d'augmenter la pression d'équilibre à au moins 1 bar. Cela ferait du magnésium un métal de stockage approprié, et une alternative plus légère aux cylindres actuellement utilisés. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer si cette idée est réalisable.
