Australian Mines Limited a fait part de l'avancement positif de son programme de recherche et développement ciblant les solutions de stockage d'hydrogène à l'état solide à bord des véhicules légers. Le développement d'un stockage pratique, sûr, rentable et efficace d'une grande quantité d'hydrogène dans un petit volume reste l'un des défis fondamentaux de l'économie de l'hydrogène. Actuellement, les deux techniques les plus courantes utilisées pour stocker l'hydrogène sont de le comprimer à une pression élevée ou de le liquéfier (liquéfaction).

Ces méthodes de stockage nécessitent des réservoirs et/ou des équipements de refroidissement, qui sont encombrants et lourds et ne devraient pas permettre d'atteindre les densités gravimétriques et volumétriques souhaitées pour atteindre les objectifs du ministère de l'Énergie des États-Unis en matière de stockage d'hydrogène à bord des véhicules légers2. Le stockage de l'hydrogène à l'état solide est considéré comme ayant le potentiel nécessaire pour atteindre les objectifs du DOE. L'un des critères les plus stricts du DOE pour un système de stockage d'hydrogène est une capacité gravimétrique cible de 5,5 % en poids d'hydrogène d'ici 2025.

Outre l'exigence de capacités gravimétriques élevées, un système souhaité doit présenter une capacité volumétrique élevée, un taux élevé de (dé)hydrogénation à des températures proches de l'ambiante, une réversibilité élevée (durée de vie du cycle opérationnel), une grande stabilité et une bonne rentabilité. Les hydrures métalliques et le programme de R&D des mines australiennes : Les hydrures métalliques à haute capacité devraient être très importants pour les applications de stockage dans la future économie de l'hydrogène en raison de leurs attributs exceptionnels. La grande capacité gravimétrique des hydrures métalliques pour le stockage de l'hydrogène est l'un des principaux avantages qu'ils présentent par rapport aux méthodes classiques de stockage de gaz comprimé et d'hydrogène liquide.

Le MgH2, par exemple, a une capacité gravimétrique allant jusqu'à 7,6 % en poids d'hydrogène. Cependant, dans la pratique, il n'a pas été possible d'utiliser la capacité gravimétrique élevée du MgH2 pour les technologies pratiques de stockage de l'hydrogène en raison de deux problèmes majeurs : la cinétique de l'absorption et de la désorption de l'hydrogène dans le MgH2 est extrêmement lente, se produisant sur une échelle de temps de plusieurs heures ; et la stabilité thermique du MgH2 est trop élevée, nécessitant des températures élevées pour libérer l'hydrogène. Pour surmonter ces problèmes, divers chercheurs se sont attachés à modifier les systèmes d'hydrure métallique afin d'améliorer les propriétés d'absorption et de désorption de l'hydrogène, la cinétique du taux de réaction et la température de fonctionnement.

Bien que certains succès aient été obtenus avec l'alliage et la nanocristallisation des systèmes MgH2, les résultats ont été fortement dépendants du processus et ont utilisé des processus difficiles à appliquer à la fabrication à l'échelle industrielle. C'est le partenariat de recherche et développement (R&D) entre Australian Mines et le Centre de recherche et développement d'Amrita, axé à la fois sur la modification des systèmes d'hydrure métallique et sur le processus de fabrication, qui a conduit au développement de l'hydrure métallique MH-Oct22. Les capacités d'absorption et de désorption du MH-Oct22 à 350C ont été testées sur quatre cycles.

Les figures 1a et 1b ci-dessous montrent le deuxième passage qui a donné les meilleurs résultats. D'après les figures, on peut observer que MH-Oct22 absorbe 5 % en poids d'hydrogène en 9,8 minutes et libère ces mêmes 5 % en poids d'hydrogène en 3,7 minutes. Il existe des technologies concurrentes de stockage de l'hydrogène à base d'hydrure métallique.

Un exemple est une technologie de stockage d'hydrure de magnésium en couche mince promue par la société Plasma Kinetics3. Plasma Kinetics transforme un film mince d'hydrure de magnésium en un disque ressemblant à un CD qui nécessite l'utilisation d'un laser pour extraire l'hydrogène. En revanche, la stratégie d'Australian Mines consiste à préparer le MH-Oct22 selon un procédé récemment développé, dont on a constaté qu'il confère des propriétés de stockage de l'hydrogène améliorées.

Il est envisagé que si une technologie à l'échelle industrielle est développée avec cette approche, elle pourrait permettre l'absorption et la désorption en utilisant un réacteur chimique en phase gazeuse. Bien que les résultats soient prometteurs, des développements supplémentaires sont nécessaires pour atteindre l'objectif du DOE de 2025 concernant le stockage d'hydrogène à bord des véhicules légers. Bien que MH-Oct22 ait montré l'absorption et la désorption de l'hydrogène à des températures et des pressions plus élevées que les cibles de température et de pression d'exploitation du DOE de 60C et 5-12 bars respectivement, la société a plusieurs stratégies qui peuvent améliorer la cinétique de la réaction et les températures et pressions d'exploitation.

Au cours des prochains trimestres, la société continuera à tester ces stratégies afin de chercher à développer de nouveaux hydrures métalliques pour améliorer les performances du MH-Oct22. La société entamera également un programme de protection de la propriété intellectuelle.