Francia Ravalison Soloarivelo
Sauver le monde du réchauffement climatique! Pourquoi pas avec l'hydrogène?
Dans le contexte où la réduction des émissions de gaz à effet de serre est devenue une priorité d’envergure mondiale, et où l’utilisation de l’énergie doit être repensée, plusieurs alternatives sont accessibles : l’utilisation de l’hydrogène comme vecteur énergétique en constitue une. C’est Cependant, le grand défi rencontré par les chercheurs réside dans le stockage et le transport de l’hydrogène. Pour les voitures à pile à combustible, on utilise initialement un énorme réservoir a très haute pression. Cette pratique n’est non seulement non sécuritaire mais aussi, elle engendre un coût élevé et ne peut être utilisée à long terme. Dans cette thèse, le stockage d’hydrogène dans les hydrures métalliques est particulièrement étudié. Les hydrures métalliques sont utilisés sous forme de poudre. L’hydrogène va se faufiler entre les sites interstitiels et va être calé dans un espace plus compacte. L’hydrogène stocké dans les réservoirs d’hydrures métalliques peut être utilisé sans date d’expiration, son coût de stockage est moindre et même le réservoir en soi est recyclable.
L’utilisation du système ternaire titane-vanadium-chrome (Ti-V-Cr) constitue une solution de choix car sa capacité théorique de stockage est grande, d’environ 4 % poids. De plus, l’absorption et la désorption d’hydrogène peut se faire à température ambiante (environ 20 degrés Celsius) et à faible pression (environ 30 bars). Toutefois, bien qu’il paraisse idéal, ce système présente quelques problèmes majeurs. Tout d’abord, la première hydrogénation (techniquement appelée activation) prend un temps énorme. Cela engendre une grande dépense énergétique et donc un coût de production élevé.
L’un des objectifs de cette thèse est donc de résoudre ce problème de l’activation grâce à l’ajout d’un quatrième élément qui est le zirconium (Zr). La présence du zirconium dans le système va créer une phase secondaire qui va accélérer l’absorption d’hydrogène par le système. Ainsi, au lieu de prendre des heures, l’activation va s’achever en quelques minutes.