Des scientifiques australiens ont réalisé une importante percée pour la séparation et le stockage des gaz sous forme de poudre. Promettant de réduire largement l’empreinte environnementale de l’industrie pétrochimique, elle simplifierait largement le stockage et le transport de l’hydrogène.
Stocker les gaz sous forme solide et à moindre coût
Ne dégageant aucune émission de carbone lorsqu’il est brûlé avec de l’oxygène, l’hydrogène possède une densité énergétique largement supérieure à celle de combustibles fossiles courants (elle se révèle par exemple trois fois plus élevée que celle du propane, du méthane ou de l’essence). Si de telles propriétés en font un candidat idéal pour alimenter les véhicules de demain, celui-ci s’avère actuellement difficile à stocker, ce qui impacte évidemment son coût.
Mais tout cela pourrait bientôt changer, grâce à l’importante percée réalisée par des scientifiques de l’université Deakin, en Australie. Fruit de trois décennies de recherche, celle-ci a été récemment décrite dans la revue Materials Today.
La nouvelle approche mécano-chimique consiste à broyer de la poudre de nitrure de bore à l’aide de billes d’acier inoxydable, dans une chambre cylindrique étanche à l’intérieur de laquelle sont introduits les différents gaz à séparer. L’accélération progressive de la rotation du cylindre augmente la pression exercée par les billes sur la poudre, jusqu’à ce que les seuils d’absorption de gaz particuliers soient atteints.
Très économe en énergie, ce processus ne génère pratiquement aucune émission. Les auteurs de l’étude précisant que la poudre de nitrure de bore peut être réutilisée plusieurs fois sans qu’il soit nécessaire d’utiliser des produits chimiques agressifs et toxiques. Il suffit de chauffer la poudre à plusieurs centaines de degrés Celsius pour libérer les gaz en vue d’une utilisation ultérieure.
De l’hydrogène bon marché
« La méthode actuelle de stockage de l’hydrogène consiste à utiliser un réservoir à haute pression ou à refroidir le gaz jusqu’à sa forme liquide », explique Ying Chen, co-auteur de l’étude. « Ces deux méthodes nécessitent de grandes quantités d’énergie, ainsi que des processus et des produits chimiques dangereux. »
« Notre alternative mécano-chimique basée sur le broyage à billes pour stocker le gaz dans le nanomatériau à température ambiante ne nécessite ni pression élevée ni basses températures. Ce qui la rend beaucoup plus sûre et ouvre la voie au développement de véhicules à hydrogène plus abordables. »
En plus de simplifier le stockage et le transport de l’hydrogène, cette approche pourrait également réduire significativement les émissions du secteur pétrochimique.
Un processus qui permettrait de réduire significativement l’empreinte environnementale de l’industrie pétrochimique
Le raffinage du pétrole représente 15 % de la consommation mondiale d’énergie. Dans ces usines de traitement, le pétrole brut est séparé en divers composants utiles, tels que le méthane pour l’usage domestique ou l’essence et le diesel pour le transport, grâce à un processus très énergivore appelé distillation cryogénique.
D’après Chen, le procédé d’absorption de gaz par broyage consomme 76,8 kilojoules par seconde pour stocker et séparer 1 000 litres de gaz. Soit une quantité d’énergie près de 90 % inférieure à celle utilisée dans le processus de séparation actuel de l’industrie pétrolière.
Constituant une preuve de concept, les expériences réalisées ont jusqu’à présent permis de séparer deux à trois litres de matière, mais les chercheurs australiens estiment que leur procédé innovant pourrait être facilement mis à l’échelle.
