Un groupe d'étudiants de Da Nang a utilisé des matériaux à base d'hydrure métallique 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.
La recherche a été menée par Vo Du Dinh, Le Anh Van, Lam Dao Nhon, Nguyen Hung Tam et Mai Duc Hung, Département de mécanique automobile, Faculté de génie mécanique, Université d'enseignement technique - Université de Danang à partir d'octobre 2023. Le produit vise la technologie de stockage d'énergie à l'hydrogène solide, appliquée aux systèmes de gestion de l'énergie et aux transports verts.
Le produit est conçu avec deux parties principales : un réservoir d'hydrogène avec des pièces auxiliaires et un système de contrôle intelligent. Le principe de fonctionnement du réservoir est basé sur la réaction entre le magnésium métallique dans le réservoir et l'hydrogène pour créer un composé hydrure de magnésium (MgH₂). Lorsqu'il est chauffé à 250-350°C, la charge d'hydrogène se produit dans des conditions de pression supérieures à 1 bar. À l’inverse, la libération d’hydrogène se produit à des pressions inférieures à 1 bar.
Avec un système intelligent comprenant un microcontrôleur et des capteurs qui surveillent et contrôlent la température et la pression. Cela garantit un fonctionnement efficace et sûr du système pendant la transition de phase du composé de stockage d'hydrogène.
Selon le chef d'équipe Vo Du Dinh, 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 à haute pression, allant de 350 à 700 bars (5 000 à 10 000 psi). Sous forme liquide, l'hydrogène est refroidi à -253°C jusqu'à l'état liquide, puis stocké dans des réservoirs isolés. Sous forme solide, l’hydrogène est stocké dans des composés d’hydrure métallique ou d’autres matériaux absorbants tels que des structures organométalliques (MOF), des nanotubes de carbone…
Selon Dinh, chaque méthode de stockage présente des avantages et des inconvénients différents. Le choix de la technologie dépend donc de l'objectif d'utilisation tel que le transport, le stockage statique ou les applications mobiles... en tenant compte des facteurs de coût, de performance et de sécurité.
L’équipe d’évaluation a déclaré que le défi du stockage de l’hydrogène nécessite des technologies complexes et coûteuses pour garantir la sécurité et les performances. En raison du manque d’infrastructures de soutien et de la faible efficacité économique , cela constitue un obstacle majeur à l’application généralisée de l’hydrogène comme source d’énergie propre.
Dans le cadre des recherches du groupe, les membres souhaitent créer un dispositif de stockage d'hydrogène solide, car cette technologie est sûre et moins susceptible de provoquer un incendie ou une explosion. Cette technologie permet un stockage plus facile car elle ne nécessite pas de pressions extrêmement élevées ni de températures extrêmement basses comme pour le stockage de gaz ou de gaz liquéfié.
Théoriquement, le produit de l'équipe peut stocker des matériaux et, après réaction, il produira un rendement maximal de 20,74 g d'hydrogène gazeux. Selon Dinh, il s'agit d'une estimation en raison des installations de recherche limitées et du manque d'équipements spécialisés, de sorte que le volume réel n'a pas encore été déterminé.
Équipe de conception de réservoirs spécialisée selon les normes et réglementations vietnamiennes sur les récipients sous pression. Lorsque des problèmes inattendus surviennent pendant le fonctionnement de l'appareil, le système de chauffage indirect éteint toutes les sources de chaleur et revient à l'état normal pour garantir la sécurité.
Le Dr Bui Van Hung, professeur à la Faculté de génie mécanique de l'Université d'enseignement technique de Da Nang, a estimé que les recherches du groupe n'en sont qu'au stade de la recherche de matériaux de stockage appropriés capables d'absorber et de libérer de l'hydrogène. L’équipe a également construit un modèle de simulation pour simuler la capacité de stockage et les conditions de ce carburant.
Il a estimé que la masse d'hydrogène dans le produit du groupe est estimée à environ 20 g, soit environ 0,66 kWh, ce qui est assez faible. Ce niveau de puissance convient aux petits appareils ou aux expériences, mais n'est pas suffisant pour faire fonctionner des véhicules tels que des voitures ou des équipements industriels pendant de longues périodes.
Pour augmenter la quantité d’hydrogène stockée, le Dr Hung a suggéré que le groupe trouve des alliages ou des matériaux capables d’absorber davantage d’hydrogène sans trop augmenter la masse du matériau. Cependant, certains matériaux présentant des densités de stockage d’hydrogène élevées nécessitent des conditions et des environnements qui rendent la transition de phase entre la charge et la décharge plus difficile. Il a déclaré que, sur la base de cette recherche, le groupe doit effectuer davantage de tests sur des matériaux difficiles à changer de phase dans un avenir proche.
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