Les scientifiques ont découvert un nouveau matériau qui pourrait détenir la clé pour libérer le potentiel des véhicules à hydrogène.

Alors que le monde envisage de s'éloigner progressivement des voitures et des camions alimentés aux combustibles fossiles, des technologies alternatives plus vertes sont explorées, tels que les véhicules électriques alimentés par batterie.

L'hydrogène est une autre technologie « verte » à fort potentiel. Cependant, un obstacle majeur a été la taille, complexité, et les dépenses des systèmes de carburant—jusqu'à maintenant.

Une équipe internationale de chercheurs, dirigé par le professeur David Antonelli de l'Université de Lancaster, a découvert un nouveau matériau à base d'hydrure de manganèse qui offre une solution. Le nouveau matériau serait utilisé pour fabriquer des tamis moléculaires dans les réservoirs de carburant, qui stockent l'hydrogène et fonctionnent avec les piles à combustible dans un « système » alimenté à l'hydrogène.

Le matériel, appelé KMH-1 (Kubas Manganese Hydride-1), permettrait de concevoir des réservoirs beaucoup plus petits, moins cher, plus pratique et plus dense en énergie que les technologies de carburant à hydrogène existantes, et surpassent considérablement les performances des véhicules à batterie.

Professeur Antonelli, Chaire de chimie physique à l'Université de Lancaster et qui fait des recherches dans ce domaine depuis plus de 15 ans, a déclaré : « Le coût de fabrication de notre matériel est si bas, et la densité d'énergie qu'il peut stocker est tellement plus élevée qu'une batterie lithium-ion, que nous pourrions voir des systèmes de piles à combustible à hydrogène qui coûtent cinq fois moins que les batteries lithium-ion et offrent une autonomie beaucoup plus longue, permettant potentiellement des trajets jusqu'à environ quatre ou cinq fois plus longs entre les pleins. »

Le matériau tire parti d'un processus chimique appelé liaison Kubas. Ce procédé permet le stockage de l'hydrogène en éloignant les atomes d'hydrogène au sein d'une molécule H2 et fonctionne à température ambiante. Cela élimine le besoin de diviser, et lier, les liaisons entre atomes, des processus qui nécessitent des énergies élevées et des températures extrêmes et nécessitent des équipements complexes pour être livrés.

Le matériau KMH-1 absorbe et stocke également tout excès d'énergie, de sorte que la chaleur et le refroidissement externes ne sont pas nécessaires. Ceci est crucial car cela signifie que les équipements de refroidissement et de chauffage n'ont pas besoin d'être utilisés dans les véhicules, résultant en des systèmes ayant le potentiel d'être beaucoup plus efficaces que les conceptions existantes.

Le tamis fonctionne en absorbant de l'hydrogène sous environ 120 atmosphères de pression, ce qui est inférieur à une bouteille de plongée typique. Il libère ensuite l'hydrogène du réservoir dans la pile à combustible lorsque la pression est relâchée.

Les expériences des chercheurs montrent que le matériau pourrait permettre le stockage de quatre fois plus d'hydrogène dans le même volume que les technologies de carburant à hydrogène existantes. C'est idéal pour les constructeurs de véhicules car cela leur offre la flexibilité de concevoir des véhicules avec une autonomie augmentée jusqu'à quatre fois, ou leur permettant de réduire la taille des réservoirs jusqu'à un facteur quatre.

Bien que les véhicules, y compris les voitures et les poids lourds, sont l'application la plus évidente, les chercheurs pensent qu'il existe de nombreuses autres applications pour le KMH-1.

"Ce matériau peut également être utilisé dans des appareils portables tels que des drones ou dans des chargeurs mobiles afin que les gens puissent faire des voyages de camping d'une semaine sans avoir à recharger leurs appareils, " a déclaré le professeur Antonelli. " Le véritable avantage que cela apporte est dans les situations où vous prévoyez être hors réseau pendant de longues périodes, tels que les longs trajets en camion, drones, et la robotique. Il pourrait également être utilisé pour faire fonctionner une maison ou un quartier éloigné avec une pile à combustible. »

La technologie a été concédée par l'Université de Galles du Sud à une entreprise dérivée appartenant au professeur Antonelli, appelé Kubagen.

La recherche, qui est détaillé dans l'article « A Manganese Hydride Molecular Sieve for Practical Hydrogen » est publié sur la couverture et dans la version imprimée de la revue académique Sciences de l'énergie et de l'environnement .