Stockage de l'hydrogène dans des nanocornets de carbone

Elément le plus abondant dans l'Univers, l'hydrogène apparaît comme le candidat idéal pour remplacer les énergies fossiles. Pour autant, son utilisation reste marginale en raison de la difficulté à le stocker de manière à la fois sûre et économique. Certes, des solutions existent comme par exemple l'assemblage avec des métaux. Mais ce procédé est trop coûteux. Il existe bien le piégeage de l'hydrogène dans des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) poreux. C'est un procédé à la fois efficace et bon marché pour lequel les nanostructures à base de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...) comme les nanotubes ou les nanocornets, du fait de leur faible masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) et leur grande capacité d'absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise...), s'avèrent d'excellents prétendants de matériaux poreux.

Seul inconvénient majeur: le stockage des nanotubes de carbone n'est possible qu'à des températures extrêmement basses, inférieures à -196° C, du fait de leur faible interaction entre l'hydrogène et le carbone. D'où une limitation des applications commerciales. La possibilité de pouvoir stocker de l'hydrogène à l'intérieur de matériaux poreux à base de carbone dépend donc étroitement de la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un...) de l'interaction entre l'hydrogène et le carbone et de la faculté d'augmenter cette force.

Dans ce contexte, des chercheurs du Centre de Recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) sur la Matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) Divisée (CNRS/Université d'Orléans), en collaboration avec leurs confrères britanniques du Rutherford Appleton Laboratory , de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) du Pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue...) Basque à Bilbao et du Consejo Superior de Investigaciones Cientificas (Espagne), ont étudié les liens entre l'hydrogène et les nanocornets de carbone, qui sont des matériaux longs de deux à trois nanomètres. De forme conique (Les coniques constituent une famille très utilisée de courbes planes algébriques,...), ceux-ci s'agrègent pour former des structures en forme de dahlia (Le genre Dahlia regroupe des plantes tubéreuses de la famille des Astéracées...) de 80 à 100 nanomètres de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre...) et ne contiennent aucune impureté métallique.

En raison de l'extrémité pointue de ces cônes, les chercheurs soupçonnaient une interaction hydrogène-substrat renforcée. Or en faisant appel à la spectroscopie de neutrons à haute résolution, ils ont obtenu des informations sur cette interaction. Les résultats obtenus ont montré que l'interaction entre l'hydrogène et les nanocornets est bien plus forte qu'entre les nanotubes de carbone et l'hydrogène. Les nanocornets de carbone représenteraient donc des matériaux prometteurs pour le stockage de l'hydrogène. Il restera néanmoins à abaisser leur coût de fabrication qui est encore beaucoup trop élevé aujourd'hui.