Une nouvelle méthode de stockage de l'hydrogène
Publié par Adrien le 30/08/2013 à 00:00
Source: BE Israël numéro 89 (23/08/2013) - Ambassade de France en Israël / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/ ... /73753.htm
Depuis plusieurs années, l'hydrogène, présent en abondance dans l'eau des océans ou encore dans les nébuleuses de l'espace, est présenté comme l'un des carburants du futur. Toutefois, pouvant réagir très violemment en présence d'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) et de la moindre étincelle, le problème de son stockage persiste. De nombreuses méthodes ont été proposées pour y remédier. Une équipe israélienne a notamment fait appel au nitrite (Les nitrites sont les sels de l'acide nitreux. L'acide nitreux est un acide instable de formule HNO2. La formule de l'ion nitrite est NO2-.) de magnésium.

L'équipe du professeur Gideon S. Grader du Russell Berrie Nanotechnology Institute du Technion - Israel Institute of Technology a récemment publié dans le Journal of Physical Chemistry C une méthode originale faisant appel au nitrite de magnésium pour stocker l'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.). Le nitrite de magnésium (Mg3N2) peut être facilement produit par calcination du magnésium métallique dans de l'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de numéro atomique 7. Dans le langage courant, l'azote désigne le...) pur (l'azote servant à prévenir la formation d'oxyde (Un oxyde est un composé de l'oxygène avec un élément moins électronégatif, c'est-à-dire tous sauf le fluor. Oxyde...) de magnésium qui pourrait se former si cette expérience était réalisée sous air). Soumis à une forte pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) de dihydrogène (H2), le nitrite de magnésium conduit à des espèces instables, des amides (Mg(NH2)2) et des imides (MgNH2) de magnésium pouvant s'enflammer dans l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est...).

Alors que l'incorporation de dihydrogène dans le nitrite de magnésium se fait généralement difficilement et nécessite des pressions supérieures à 4.000 bars, l'utilisation d'un moulin (Un moulin est une machine à moudre les grains de céréale en farine et, par analogie, une machine à broyer, piler, pulvériser diverses substances et à extraire certains produits (huile, pommes, poudre, épices,...) à billes la rend possible avec des pressions comprises entre 40 et 80 bars. Un moulin à billes est un tambour contenant de lourdes billes de métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des liaisons ioniques...) (il s'agit ici de tungstène) et muni d'un moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail à...) assurant la rotation du dispositif de manière à broyer le contenu sans produire un effet centrifuge significatif (il y aurait alors accumulation sur les parois). Ce genre d'appareil, peu utilisé en chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou proches.), fonctionne de la façon suivante: les matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) sont écrasés sous l'action des billes et les chocs entre les billes lourdes en mouvement créent sur les surfaces des pressions très élevées. En quelque sorte, les billes écrasent ainsi l'hydrogène dans la poudre (La poudre est un état fractionné de la matière. Il s'agit d'un solide présent sous forme de petits morceaux, en général...): on parle alors de mécanochimie.

Les expériences ont permis d'incorporer après 200 heures (L'heure est une unité de mesure  :) de moulinage du dihydrogène dans du nitrite de magnésium. Les mesures montrent qu'environ 12% du nitrite est transformé en un hydrure de magnésium, d'amide ou d'imide. Pour des raisons pratiques, la réaction est limitée à 200 heures mais tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) laisse penser que des pressions plus élevées et des temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de réaction plus longs permettraient un stockage plus important. Par ailleurs, le dihydrogène peut être libéré par simple moulinage à pression atmosphérique (La pression atmosphérique est la pression de l'air en un point quelconque d'une atmosphère.). Il ne sera probablement jamais question de mouliner du minerai dans sa voiture pour la faire rouler. Toutefois, il s'agit d'une nouvelle méthode pouvant présenter un intérêt dans certains cas de figure. Par exemple, les fortes pressions du fond des océans (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par Jacques Perrin et Jacques Cluzaud dont le tournage a commencé en 2004 et...) pourraient être utilisées pour compresser le dihydrogène produit par "les fumeurs" (des cheminées hydrothermales exsudant du sulfure (En chimie, un sulfure est un composé chimique ou la combinaison de soufre avec un degré d'oxydation de -2, avec un autre élément chimique ou un de ses radicaux. Certains composés covalents du soufre, tels le...) d'hydrogène et parfois même du dihydrogène) dans le nitrite de sodium (Le sodium est un élément chimique, de symbole Na et de numéro atomique 11. C'est un métal mou et argenté, qui appartient aux métaux...) et remonté ensuite en surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...).
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