Raphael ThysDes chercheurs américains ont récemment publié une étude qui décrit une nouvelle technique pour produire de l'hydrogène gazeux à partir de l’eau, et ce, à température ambiante. Cette approche vise une production propre, sans apport d'énergie.
Des bulles d'hydrogène gazeux sont générées par la réaction de l'eau avec un composite aluminium-gallium. Crédit photo : Amberchan et al., Applied Nano Materials, 2022
L’hydrogène fait partie des potentiels carburants du futur. Mais avant de pouvoir être , il doit être produit de manière écologique. Les recherches visant à améliorer ce concept se sont multipliées ces dernières années. Dernièrement, des scientifiques de l’université de Californie à Santa Cruz (UCSC) affirment avoir découvert une méthode qui promet d’être moins coûteuse et plus respectueuse de l’environnement pour . Pour parvenir à ce résultat, ils ont eu recours à un composite riche en aluminium et en gallium.
Le gallium au cœur du processus
À la base de cette nouvelle percée en matière de carburant vert se trouvent donc le gallium métallique (Ga) et l’aluminium (Al). L’utilisation du gallium permet de créer une réaction continue avec l’eau. Quant à l’aluminium, il est le réactif permettant de , libérant ainsi l’hydrogène gazeux. Cependant, l’aluminium développe une couche d’oxyde d’aluminium qui empêche la réaction avec l’eau. Les chercheurs ont dû alors développer une méthode pour améliorer la réaction aluminium-gallium-eau. Pour cela, ils ont eu recours aux techniques de microscopie électronique à balayage et de diffraction des rayons X. Les résultats ont montré que l’augmentation de la concentration de gallium et la réduction de l’aluminium dans le composite augmentaient la .
Nanoparticules d’aluminium à partir d’un composite Ga-Al pour la séparation de l’eau et la génération d’hydrogène. Crédit photo : Amberchan et al., Applied Nano Materials, 2022
“Le gallium sépare les nanoparticules et les empêche de s’agréger en particules plus grosses (…) Les gens ont eu du mal à fabriquer des nanoparticules d’aluminium, et ici nous les produisons dans des conditions normales de pression atmosphérique et de température ambiante.” Bakthan Singaram , professeur de chimie organique à l’UCSC.
Produire de l’hydrogène sans besoin d’électricité
Dans cette réaction, l’alliage riche en gallium tient alors deux rôles: il élimine le revêtement d’oxyde d’aluminium, et produit les nanoparticules d’aluminium utiles pour des réactions plus rapides. D’après les chercheurs, le processus génère une importante quantité d’hydrogène. Ce qui est d’autant plus intéressant, c’est le fait qu’il se déroule à température ambiante. Selon Scott Oliver, professeur à l’UCSC, l’équipe n’a eu besoin d’aucune pendant les expériences. Le professeur affirme de son côté qu’il est difficile de fabriquer des nanoparticules d’aluminium. Néanmoins, ils les auraient produites dans des conditions normales de pression atmosphérique.
“Nous n’avons besoin d’aucun apport d’énergie, et l’hydrogène bouillonne comme un fou (…) Je n’ai jamais rien vu de tel.” Scott Oliver, scientifique à l’Université de Californie à Santa Cruz (UCSC)
De multiples avantages
Selon les auteurs de la recherche, cette technique est assez facile à mettre en œuvre. Le matériau composite peut être conservé pendant longtemps à condition d’être plongé dans du afin de le protéger de l’humidité. De plus, l’aluminium est un matériau plutôt abondant et facile à se procurer. Quant au gallium, bien qu’il soit relativement cher, il est réutilisable. Cette découverte pourrait donc révolutionner la production d’hydrogène vert. À noter que les détails de la recherche ont été publiés dans la revue.
“Dans l’ensemble, le mélange Ga-Al riche en Ga [gallium riche en gallium-aluminium] produit des quantités substantielles d’hydrogène à température ambiante sans apport d’énergie, manipulation de matériaux ou modification du pH.” ACS Publication
En laissant vos chargeurs branchés, non seulement vous gaspillez de l'énergie et de l'argent, mais…