Stockage d’hydrogène à l’état solide

L’hydrogène est un vecteur énergétique avec une densité énergétique élevée par poids, mais c’est aussi un gaz léger. Notre article sur l’hydrogène le décrit plus en détail.

L’hydrogène étant un gaz très léger, les systèmes de stockage d’hydrogène à l’état solide DASH sont une option intéressante pour l’infrastructure de l’hydrogène. Dans ces stockages, l’hydrogène n’est stocké ni sous forme liquide ni sous forme gazeuse. Au lieu de cela, un matériau porteur solide et inorganique capture l’hydrogène, l’hydrure métallique.

Bases de la technologie #

La base de cette forme de stockage de l’hydrogène est que les composés métalliques utilisés par GRZ Technologies absorbent l’hydrogène dans les bonnes conditions. Ce processus est illustré ci-dessous.

Lors de l’absorption, les molécules d’hydrogène (H₂) se divisent en atomes d’hydrogène individuels (H). Les atomes d’hydrogène individuels se déplacent ensuite dans les sites interstitiels de l’alliage métallique. Les distances entre les noyaux atomiques individuels deviennent significativement plus petites qu’elles ne le seraient en phase gazeuse. En conséquence, la densité volumétrique du stockage d’hydrogène est très élevée, tout comme la densité énergétique du système. GRZ utilise de nombreux alliages différents pour ce processus, en fonction de l’application. Un exemple d’alliage est le LaNi₅. La réaction chimique suivante se produit, lorsqu’un alliage absorbe de l’hydrogène :

LaNi₅ + 3H₂ ⟶ LaNi₅H₆

Il est important de préciser que cet alliage est un exemple unique parmi toute une classe de matériaux. Les ingénieurs de GRZ Technologies développent le meilleur matériau pour chaque produit et optimisent ainsi les propriétés de l’ensemble du système.

Avantages techniques #

Cependant, pour utiliser des hydrures métalliques comme stockage d’hydrogène à l’état solide, le choix du matériau n’est pas le seul à être décisif. Les propriétés de l’ensemble du système de stockage doivent également être optimisées. Nous le décrivons plus en détail dans la section « Conception et fabrication du système ».

Un aspect clé de la technologie de stockage DASH est la densité de stockage volumétrique élevée, qui dépend du matériau de stockage. La densité volumétrique est limitée à la fois par la taille des espaces entre les atomes dans le matériau porteur et par la distance entre les atomes H individuels. Selon le critère de Westlake (voir, par exemple, D.G. Westlake, J. Less-Common Metals 91 (1983), pp. 275-292), des densités de stockage volumétriques allant jusqu’à 245 kg_H2/m³ sont théoriquement possibles avec cette technologie. À titre de comparaison : l’hydrogène liquide a une densité de 71 kg_H2/m³ et l’hydrogène gazeux à 900 bars environ. 40 kg_H2/m³. La technologie à base d’hydrure métallique de GRZ est extrêmement résistante aux cycles et permet une durée de vie de 25 ans ou plus. Nous pouvons utiliser toute la capacité disponible sans restrictions. Enfin, une caractéristique importante de la technologie est son respect de l’environnement.

Comparaison qualitative des méthodes de stockage #

Le dispositif de stockage d’hydrogène à hydrure métallique DASH impressionne par son empreinte écologique considérablement réduite par rapport aux solutions de stockage d’énergie concurrentes existantes telles que les batteries au lithium. Les stockages sont entièrement recyclables et l’énergie utilisée pour la production des stockages est beaucoup plus faible. Les propriétés de cette forme de stockage de l’hydrogène sont résumées et comparées à d’autres formes de stockage de l’hydrogène dans le tableau ci-dessous :