Jules Verne a écrit dans son Ile Mystérieuse que l’eau serait un jour utilisée comme combustible ! « L’hydrogène et l’oxygène qui la constituent, utilisés isolément ou simultanément, fourniront une source de chaleur et de lumière inépuisables. »

L’hydrogène, une drôle de bête : 

Imaginez l’élément le plus simple et le plus léger que puisse contenir l’univers. Un élément qui n’existe pas au niveau naturel mais que l’on doit produire et dont la principale qualité est sa capacité à produire de l’énergie. Un atome qui soit composé d’un électron et d’un proton, qui soit présent dans l’eau, le sucre, les protéines et les hydrocarbures et dont le stockage soit un des défis de notre siècle, vous obtenez l’hydrogène.

La principale source d’énergie du futur ? peut-être bien…

…mais à condition de savoir le stocker !  L’hydrogène peut s’enflammer ou exploser au contact de l’air, il doit donc être utilisé et manipulé avec précaution. Tous les chimistes et les physiciens du monde entier y travaillent. Pour répondre aux enjeux énergétiques résultant de la diminution des ressources fossiles (pétrole, gaz, charbon) et de la nécessité d’agir face aux problèmes du changement climatique, nous devons aujourd’hui diversifier nos modes de production d’énergies si nous voulons offrir une planète durable aux générations futures.

L’hydrogène représente une alternative intéressante, avec un double avantage : il est inépuisable et « propre » (non polluant). Exemple pratique : 1kg d’hydrogène libère environ 3 fois plus d’énergie qu’1kg d’essence. En revanche, comme l’hydrogène est le plus léger des éléments, il occupe, à poids égal, beaucoup plus de volume que les autres gaz.

Pour produire une énergie égale à 1 litre d’essence, il faut 4,6 litres d’hydrogène comprimé à 700 bars. D’où la contrainte importante pour le transport et le stockage sous forme gazeuse ou liquide…
Une équation difficile : conditionner l’hydrogène de façon à pouvoir s’en servir !

Les scientifiques du monde entier tentent aujourd’hui de résoudre une équation difficile : comment faire entrer la plus grande quantité possible d’hydrogène dans le plus petit volume possible, et ce, en toute sécurité et avec le moins de contraintes ?

Le stockage sous forme liquide existe déjà, c’est même sous cette forme qu’il est utilisé dans le domaine spatial, mais l’hydrogène reste le gaz le plus difficile à liquéfier car cette transformation nécessite des températures extrêmement basses (-253°). Cette solution entraîne donc une dépense énergétique très importante et des coûts élevés.

Le stockage gazeux sous haute pression est une option intéressante mais les contraintes sont nombreuses. Très léger et très volumineux, l’hydrogène doit être comprimé au maximum pour réduire l’encombrement des réservoirs. Le coût de cette compression est élevé et produit des bouteilles trop lourdes.
Ces deux techniques ne se prêtent donc pas vraiment à des utilisations industrielles ou domestiques, comme par exemple faire rouler une voiture ou fonctionner une usine.

La solution ? On parle de stockage sous basse pression, qui semble être aujourd’hui une des voies de recherche la plus étudiée. Reste à identifier un matériau capable d'absorber un volume énorme d'hydrogène puis de le relâcher à la demande, pour un stockage à la fois compact et sûr. Voilà ce dont rêvent les ingénieurs pour le stockage de l'énergie de la voiture électrique de demain, des centrales électriques solaires, etc…

Les hydrures : une des réponses prometteuses pour stocker l’hydrogène

Pour rendre possible l’exploitation de cette énergie du futur, les scientifiques cherchent donc aujourd’hui des composés plus facilement stockables, sous forme de liquide ou de solide auxquels l’hydrogène pourrait être lié chimiquement. Les hydrures ⁽¹⁾ semblent répondre à ce défi. Au cours de ses expériences, l’équipe suisse-norvégienne de l’ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) s’est intéressée à l’un d’entre eux : le « borohydrure de lithium » (LiBH4) ⁽²⁾. Seul problème avec ce composé que l’on trouve sous forme de poudre : sa stabilité, qui rend très difficile l’extraction de l’hydrogène après son stockage.
L’équipe du Synchrotron de Grenoble est allée plus loin, en proposant une recette de stockage de l’hydrogène à base de LiBH4 dans lequel les atomes d’hydrogène sont si proches les uns des autres que le composé en devient instable… un défaut qui devient une qualité inespérée : elle promet en effet une extraction plus facile de l’hydrogène !