Un diagramme schématique de la structure catalytique pour la décomposition de l'ammoniac développé par les chercheurs du KIST. Crédit : Institut coréen des sciences et de la technologie (KIST)
Pour la mise en place d'une économie hydrogène efficace dans les années à venir, l'hydrogène produit à partir de sources comme le charbon et le pétrole doit être transporté depuis ses sites de production jusqu'à l'utilisateur final, souvent sur de longues distances et pour réussir le commerce d'hydrogène entre les pays. Drs. Hyuntae Sohn et Changwon Yoon et leur équipe du Center for Hydrogen-fuel Cell Research de l'Institut coréen des sciences et technologies (KIST) ont annoncé un nouveau catalyseur nanométallique, constituant 60% moins de ruthénium (Ru), un métal précieux coûteux utilisé pour extraire l'hydrogène via la décomposition de l'ammoniac.
L'ammoniac est récemment apparu comme un moyen de stockage et de transport liquide qui a montré une stabilité prometteuse pour le transport d'hydrogène sur de longues distances. À 108 kg H
Le besoin de grandes quantités de chaleur a été un problème urgent contrecarrant l'adoption généralisée de l'ammoniac pour une utilisation dans le transport et le stockage de l'hydrogène, toutefois. La réaction de décomposition par laquelle l'hydrogène est extrait de l'ammoniac ne peut se dérouler qu'à des températures élevées qui nécessitent un apport énergétique élevé. Un catalyseur sous forme de poudre solide peut être ajouté pendant la réaction de décomposition pour abaisser la température de réaction; cependant, les catalyseurs existants à base de métal ruthénium sont très coûteux et ont une faible stabilité, nécessitant donc un remplacement régulier.
L'équipe de recherche KIST a mis au point un catalyseur de production d'hydrogène à partir de la décomposition de l'ammoniac dans lequel des particules métalliques de ruthénium et de zéolite sont fortement liées par calcination sous vide, ce qui entraîne le confinement de particules métalliques de ruthénium sub-nanométrique et nanométrique (un milliardième de mètre) dans chaque pore du support de zéolite. Ce nouveau catalyseur présente des performances de décomposition de l'ammoniac 2,5 fois supérieures à celles des catalyseurs commerciaux classiques et atteint cette efficacité tout en utilisant seulement 40 % de ruthénium métallique. Étant donné que des particules métalliques de ruthénium de taille nanométrique (ou plus petites) sont présentes et conservent leur stabilité pendant le processus de décomposition de l'ammoniac, même à des températures de réaction élevées, l'utilisation du catalyseur proposé permet de surmonter le problème de faible stabilité, ce qui a considérablement limité la commercialisation des catalyseurs existants.
"Le catalyseur développé a une structure avantageuse en ce que les particules de métal de ruthénium de taille nanométrique sont uniformément réparties sur la zéolite, un minéral cristallin. Ainsi, ce catalyseur a montré des performances et une stabilité supérieures à celles des catalyseurs précédemment rapportés et devrait faciliter la commercialisation du procédé de production d'hydrogène de haute pureté à partir d'ammoniac, " a déclaré le Dr Hyuntae Sohn, KIST.
« L'importance du transport d'hydrogène de grande capacité à base d'ammoniac augmente rapidement, avec une concurrence féroce entre les pays avancés pour le développement et l'acquisition de technologies connexes. L'application du catalyseur proposé pour la production d'hydrogène à grande capacité via la décomposition de l'ammoniac, qui est actuellement en recherche et développement, contribuera à terme à la commercialisation de l'hydrogène dérivé de l'ammoniac et au transport d'hydrogène à haute capacité entre les pays, " a déclaré le Dr Changwon Yoon.
