Da Nang : Des étudiants créent un dispositif de stockage d'hydrogène

Un groupe d'étudiants de Da Nang a utilisé des matériaux à base d'hydrures métalliques et des techniques de chauffage pour réaliser le processus de charge et de décharge d'hydrogène, créant ainsi un dispositif capable de stocker plus de 20 g d'hydrogène gazeux.

Cette recherche a été menée par Vo Du Dinh, Le Anh Van, Lam Dao Nhon, Nguyen Hung Tam et Mai Duc Hung, du département de mécanique automobile de la faculté de génie mécanique de l'université d'enseignement technique de Danang, à partir d'octobre 2023. Le produit vise une technologie de stockage d'énergie à l'hydrogène solide, appliquée aux systèmes de gestion de l'énergie et aux transports écologiques.

Le produit se compose de deux parties principales : un réservoir d’hydrogène avec ses composants auxiliaires et un système de contrôle intelligent. Le principe de fonctionnement du réservoir repose sur la réaction entre le magnésium métallique qu’il contient et l’hydrogène, formant ainsi de l’hydrure de magnésium (MgH₂). Chauffé entre 250 et 350 °C, le remplissage en hydrogène s’effectue sous une pression supérieure à 1 bar. Inversement, la libération d’hydrogène a lieu lorsque la pression est inférieure à 1 bar.

Grâce à un système intelligent comprenant des microcontrôleurs et des capteurs qui surveillent et régulent la température et la pression, le système fonctionne de manière efficace et sûre lors de la transition de phase du composé de stockage d'hydrogène.

Selon Vo Du Dinh, chef d'équipe, il existe actuellement trois technologies de stockage de l'hydrogène : sous forme de gaz comprimé, de gaz liquéfié et de solide. Sous forme de gaz comprimé, l'hydrogène est stocké dans des réservoirs haute pression, de 350 à 700 bars (5 000 à 10 000 psi). Sous forme liquide, l'hydrogène est refroidi à -253 °C pour passer à l'état liquide, puis stocké dans des réservoirs isolés. Sous forme solide, l'hydrogène est stocké dans des hydrures métalliques ou d'autres matériaux absorbants tels que les réseaux métallo-organiques (MOF), les nanotubes de carbone, etc.

D'après Dinh, chaque méthode de stockage présente des avantages et des inconvénients. Le choix de la technologie dépend donc de l'usage prévu : transport, stockage statique ou applications mobiles… en tenant compte du coût, des performances et de la sécurité.

L'équipe d'évaluation a indiqué que les défis liés au stockage de l'hydrogène nécessitent des technologies complexes et coûteuses pour garantir la sécurité et l'efficacité. Le manque d'infrastructures de soutien et la faible rentabilité constituent des obstacles majeurs à la généralisation de l'hydrogène comme source d'énergie propre.

Dans le cadre de leurs recherches, les membres de l'équipe souhaitaient créer un dispositif de stockage de l'hydrogène sous forme solide, car cette technologie est sûre et présente moins de risques d'explosion. Elle facilite également le stockage, ne nécessitant ni pressions extrêmement élevées ni températures extrêmement basses, contrairement au stockage de gaz ou de gaz liquéfié.

En théorie, le produit du groupe peut stocker des matériaux et, après la réaction, produire un maximum de 20,74 g d'hydrogène gazeux. Selon Dinh, il s'agit d'une estimation, faute d'infrastructures de recherche suffisantes et d'équipements spécialisés ; la masse réelle n'a donc pas encore été déterminée.

Le groupe conçoit des réservoirs spécialisés conformes aux normes et réglementations vietnamiennes relatives aux appareils à pression. En cas de problème imprévu pendant le fonctionnement de l'appareil, le système de chauffage indirect coupe toutes les sources de chaleur et rétablit le fonctionnement normal afin de garantir la sécurité.

Le Dr Bui Van Hung, maître de conférences à la faculté de génie mécanique de l'Université de formation technique de Da Nang, a estimé que les recherches du groupe n'en sont qu'au stade de la recherche de matériaux de stockage adaptés à l'absorption et à la libération d'hydrogène. Le groupe a également élaboré un modèle de simulation des capacités et des conditions de stockage de ce combustible.

Il a estimé que la quantité d'hydrogène contenue dans le produit du groupe, soit environ 20 g (équivalant à environ 0,66 kWh), est assez faible. Ce niveau d'énergie convient aux petits appareils ou aux expériences, mais est insuffisant pour alimenter des véhicules comme des voitures ou des équipements industriels pendant une longue période.

Pour augmenter la quantité d'hydrogène stockée, le Dr Hung a suggéré à l'équipe de rechercher des alliages ou des matériaux capables d'absorber davantage d'hydrogène sans que leur masse n'augmente de façon excessive. Cependant, certains matériaux à haute densité de stockage d'hydrogène requièrent des conditions et des environnements qui rendent la transition de phase entre la charge et la décharge plus difficile. Il a indiqué que, sur la base de ces recherches, l'équipe devait mener prochainement des tests supplémentaires sur des matériaux présentant une transition de phase difficile.

Selon la propriété intellectuelle et l'innovation

Source : https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/da-nang-sinh-vien-tao-ra-thiet-bi-luu-tru-hydrogen/20241022085643255