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Energies propres : des nanocornets de carbone pour stocker l'hydrogène

L'hydrogène serait le candidat idéal pour remplacer les énergies fossiles, s'il n'était pas si difficile à stocker dans de bonnes conditions de sécurité. Des chercheurs du CNRS proposent une solution de stockage à la fois efficace et bon marché : les nanocornets de carbone. Avec ces structures, la liaison hydrogène-carbone est beaucoup plus stable qu'avec les nanotubes. Cette étude lève les réserves qui empêchaient d'envisager l'utilisation de nanomatériaux à base de carbone pour des applications industrielles.

L'hydrogène, élément le plus abondant dans l'Univers, est une source d'énergie renouvelable alternative aux énergies fossiles. Il n'est pas polluant : le seul sous-produit formé lors de sa production est l'eau. Néanmoins, la difficulté à le stocker de manière à la fois sûre et économique a jusqu'ici rendu son utilisation marginale.

Parmi les procédés de stockage existants, l'assemblage avec des métaux semble trop coûteux. Le piégeage dans des matériaux poreux, quant à lui, est à la fois efficace (tout l'hydrogène adsorbé est récupérable) et bon marché. De plus, les cycles de chargement et de relargage de l'hydrogène ne nécessitent alors aucune réactivation ou régénération du matériau. Les nanostructures à base de carbone (nanotubes ou nanocornets), du fait de leur faible masse et leur grande capacité d'adsorption, s'avèrent d'excellents prétendants de matériaux poreux. Toutefois, les nanotubes de carbone présentent un inconvénient majeur : leur stockage n'est possible qu'à des températures extrêmement basses (inférieures à -196oC), à cause de la faible interaction entre l'hydrogène et le carbone, ce qui limite les applications commerciales. La possibilité future de stocker de l'hydrogène à l'intérieur de matériaux poreux à base de carbone, dans le cadre d'un projet d'énergie propre, dépend donc étroitement de la force de l'interaction entre l'hydrogène et le carbone, et de la faculté d'augmenter cette force.