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la date publique de communiqu: le 4 decembre 2007

Une nouvelle piste pour le stockage de l'hydrogène dans les voitures

ce communiqu est aussi disponible en anglais.

Les recherches sur les voitures hydrogne pourraient faire un bond en avant grce une nouvelle forme de borohydrure de lithium, dcouverte par des scientifiques lESRF. Le matriau, le borohydrure de lithium, qui contient 18% dhydrogne, est un bon candidat pour les systmes de stockage dhydrogne. Son dfaut principal est quil libre son hydrogne seulement des tempratures relativement leves (au-dessus de 300 C). Lquipe scientifique lESRF a trouv une nouvelle forme de ce compos qui pourrait peut-tre librer lhydrogne des tempratures plus douces. Cette dcouverte, qui bouleverse les prvisions thoriques, a t publie aujourdhui comme VIP, Very Important Paper, dans Angewandte Chemie.

Lindustrie automobile fait des recherches considrables sur les voitures du futur, des voitures moins polluantes que maintenant, qui utiliseraient comme source dnergie la combinaison doxygne et dhydrogne. Ces voitures ne feraient donc pas appel aux produits ptroliers et seraient parfaitement cologiques, puisque le rsultat de la combinaison oxygne/hydrogne, cest de leau. La principale difficult aujourdhui est de trouver un systme capable de stocker lhydrogne (loxygne tant disponible dans lair) et de librer cet hydrogne facilement.

Les scientifiques de la station exprimentale suisse-norvgienne de lESRF tudient actuellement diffrents composs dlments lgers comportant de lhydrogne et les diffrentes formes quils prennent selon la temprature et la pression. Le borohydrure de lithium, LiBH4, est lun des composs tudis car il contient une proportion importante dhydrogne (18 % en poids). Le nouvel tat de ce compos, que les scientifiques viennent seulement de dcouvrir, est prometteur car il semble tre instable. Jusqu maintenant, toutes les formes connues de ce compos sont trop stables, ce qui signifie quelles ne laissent pas lhydrogne schapper. Cette nouvelle forme est rellement inattendue, et elle a beaucoup de potentiel rapporte Yaroslav Filinchuk, lun des auteurs de larticle.

Afin dobtenir de nouvelles formes de borohydrure de lithium, lquipe a soumis lchantillon des pressions allant jusqu 200 000 atmosphres. La pression de 200 000 atmosphres applique au LiBH4 dans lexprience ralise lESRF, est environ 80 fois plus forte que la pression exerce par lEverest sur la croute terrestre (cette dernire est peu prs quivalente 2 500 atmosphres). Bien quimpressionant, ce chiffre nest pas un record de plus fortes pressions peuvent tre atteintes dans le laboratoire en utilisant la mme technique de cellule enclume de diamant, mais cela ntait pas ncessaire pour cette exprience.

Les techniques de diffraction en lumire synchrotron ont permis de dterminer larrangement des atomes dans les diffrentes formes du matriau test. De cette faon deux nouvelles structures de borohydrure de lithium ont t dcouvertes. Lune dentre elles est rellement inattendue (image 1) et rvle des distances extrmement courtes entre les atomes dhydrogne (image 2).

Les recherches effectues la fois sur le plan exprimental et thorique montrent que la nouvelle forme du LiBH4 peut librer de lhydrogne des tempratures plus basses. Filinchuk explique que la nouvelle structure est bien plus intressante si lon considre le fait quelle apparat dj 100 000 atmosphres, qui est la pression utilise par les entreprises pharmaceutiques pour comprimer les pilules . Les auteurs de larticle pensent que lon pourait arriver stabiliser cette structure grce des substituts chimiques, et cela mme temprature ambiante. La prochaine tape pour lquipe va maintenant consister appliquer des techniques de gnie chimique au compos pour geler la nouvelle structure des conditions ambiantes et de vrifier quelle montre des proprits de stockage de lhydrogne plus favorables que le borohydrure de lithium pur.

Bien quen gnral lhydrogne ne soit pas trs facilement dtect par les rayons X, les scientifiques ont russi le voir grce la forte brillance de la lumire synchrotron de lESRF. Mme si les tudes thoriques navaient pas russi prdire lexistence de cette nouvelle structure, elles arrivent aux mmes conclusions. Ces recherches prsentent une avance dans les tudes exprimentales de ce systme riche en hydrogne, expliquent lchec des prvisions thoriques prcdentes et suggrent que ce nouveau compos soit utilis pour le stockage de lhydrogne.

La lumire synchrotron ayant dmontr ses possibilits sur ce type de matriau, lquipe de la station exprimentale suisse-norvgienne de lESRF va donc continuer tudier ces composs et dvelopper des applications potentielles auxquelles, jusquici, on ne croyait pas.

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Rfrences
Y. Filinchuk, D. Chernyshov, A. Nevidomskyy, V. Dmitriev, Angewandte Chemie Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.200704711 (2007)
Y. Filinchuk, A.V. Talyzin, D. Chernyshov, V. Dmitriev, Phys. Rev. B., 76, 092104 (2007)
R. Čern, Y. Filinchuk, H. Hagemann, K. Yvon, Angewandte Chemie Int. Ed., 46, 5765-5767 (2007).