(Phys.org) -- Pour la première fois, des ingénieurs de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud ont démontré que l'hydrogène peut être libéré et réabsorbé à partir d'un matériau de stockage prometteur, surmonter un obstacle majeur à son utilisation comme source de carburant alternative.

Des chercheurs du Laboratoire de recherche sur l'énergie des matériaux à l'échelle nanométrique (MERLin) de l'UNSW ont synthétisé des nanoparticules d'un composé chimique couramment négligé appelé borohydrure de sodium et les ont enfermées dans des coques de nickel.

Leur nanostructure unique "core-shell" a démontré des propriétés remarquables de stockage d'hydrogène, y compris la libération d'énergie à des températures beaucoup plus basses que celles observées précédemment.

"Personne n'a jamais essayé de synthétiser ces particules à l'échelle nanométrique parce qu'ils pensaient que c'était trop difficile, et ne pouvait pas être fait. Nous sommes les premiers à le faire, et démontrer que l'énergie sous forme d'hydrogène peut être stockée avec du borohydrure de sodium à des températures et pressions pratiques, ", explique le Dr Kondo-François Aguey-Zinsou de l'École de génie chimique de l'UNSW.

Considéré comme un carburant d'avenir, l'hydrogène pourrait être utilisé pour alimenter les bâtiments, l'électronique portable et les véhicules - mais cette application repose sur une technologie de stockage pratique.

Les composés légers connus sous le nom de borohydrures (y compris les composés de lithium et de sodium) sont connus pour être des matériaux de stockage efficaces, mais on pensait qu'une fois l'énergie libérée, elle ne pouvait pas être réabsorbée - une limitation critique. Cette « irréversibilité » perçue signifie qu'il y a eu peu d'attention sur le borohydrure de sodium.

Cependant, le résultat, publié la semaine dernière dans la revue ACS Nano , démontre pour la première fois que la réversibilité est effectivement possible en utilisant un matériau borohydrure seul et pourrait annoncer des avancées significatives dans la conception de nouveaux matériaux de stockage d'hydrogène.

"En contrôlant la taille et l'architecture de ces structures, nous pouvons ajuster leurs propriétés et les rendre réversibles - cela signifie qu'elles peuvent libérer et réabsorber de l'hydrogène, " dit Aguey-Zinsou, auteur principal sur le papier. « Nous avons maintenant un moyen d'exploiter tous ces matériaux de borohydrure, qui sont particulièrement intéressantes pour une application sur les véhicules en raison de leur grande capacité de stockage d'hydrogène.

Les chercheurs ont observé des améliorations remarquables des propriétés thermodynamiques et cinétiques de leur matériau. Cela signifie que les réactions chimiques nécessaires pour absorber et libérer l'hydrogène se sont produites plus rapidement que les matériaux précédemment étudiés, et à des températures considérablement réduites, ce qui rend l'application beaucoup plus pratique.

Sous sa forme en vrac, le borohydrure de sodium nécessite des températures supérieures à 550 degrés Celsius juste pour libérer de l'hydrogène. Même à l'échelle nanométrique, les améliorations étaient minimes. Cependant, avec leur nanostructure cœur-coquille, les chercheurs ont vu la libération d'énergie initiale se produire à seulement 50 °C, et un dégagement important à 350 °C.

« Les nouveaux matériaux qui pourraient être générés par cette stratégie passionnante pourraient fournir des solutions pratiques pour atteindre de nombreux objectifs énergétiques fixés par le département américain de l'Énergie, », précise Aguey-Zinsou. « L’essentiel ici est que nous ayons ouvert la porte. »