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Optimization of Hydrogen Storage via Spillover through a Combined Experimental and Modeling Approach

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Tirer parti du stockage de l'hydrogène

L'absence de matériaux efficaces pour le stockage de l'hydrogène empêche sa commercialisation comme porteur d'énergie. Les scientifiques financés par l'UE ont travaillé à la conception et la mise au point de matériaux adsorbant à même de stocker ce type de carburant.

Énergie

La répartition de l'hydrogène a été explorée afin d'augmenter son assimilation par les matériaux nanoporeux. Malgré des techniques de préparation du support quasi-identiques, des variations inexplicables du chargement en hydrogène ont été recensées. Pour comprendre la répartition de l'hydrogène à l'échelle moléculaire, les scientifiques européens ont lancé le projet HSPILL-CEMA («Optimization of hydrogen storage via spillover through a combined experimental and modeling approach»). Les résultats du projet devraient permettre de concevoir de nouveaux supports pour le stockage de l'hydrogène et l'hydrogénation catalytique. L'accent a été placé sur l'identification des structures à même d'augmenter le chargement en hydrogène. Les scientifiques ont étudié les matériaux carbonés et métal-organiques micro-poreux afin d'isoler des sites de liaison spécifiques pour le stockage de l'hydrogène. Des facteurs tels que les effets du format du catalyseur, la composition matérielle et la structure ont été évalués. Par ailleurs, le projet HSPILL-CEMA a tenté d'isoler le rôle potentiel des co-catalyseurs sur l'optimisation du chargement par le biais du mécanisme de répartition de l'hydrogène. Ils ont également tenté d'établir l'influence des hétéroatomes sur la mobilité de l'hydrogène vers et au départ des catalyseurs carbonés. Les résultats théoriques ont confirmé les expériences, mais n'ont pas permis d'assurer la stabilité relative et la reproductibilité des surfaces expérimentales. De nouveaux candidats ont été isolés pour les catalyseurs carbonés, permettant ainsi leur diffusion pour l'hydrogène. Par ailleurs, de nouvelles structures carbonées ont permis d'alimenter le processus de répartition de l'hydrogène. L'identification des principaux sites de liaison responsables d'un chargement élevé en hydrogène devrait considérablement augmenter la reproductibilité des matériaux assurant la répartition de l'hydrogène et optimisés pour une adsorption à température quasi ambiante. Les résultats du projet sont également applicables à l'hydrogénation catalytique en vue de la bonification, l'adsorption et la catalyse des carburants, ainsi qu'aux appareils à base de graphène.

Mots‑clés

Stockage de l'hydrogène, adsorbant, carburant, répartition de l'hydrogène, mécanisme, hydrogénation catalytique, hétéroatome, sites de liaison, graphène

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