Stocker de l’énergie dans de l’ammoniac intégré à du perovskite ?

Un chargement d'ammoniac destiné à l'agriculture / Illustration : Getty.

Des scientifiques ont découvert un nouveau matériau qui permet de stocker puis de libérer de l’ammoniac plus simplement que les méthodes habituelles. Cette percée pourrait profiter au secteur énergétique grâce à l’hydrogène contenu dans chaque molécule d’ammoniac, mais également à diverses industries qui utilisent ce composé dans leurs processus.

Souvent salué comme le carburant du futur, l’hydrogène est considéré par certains experts comme étant une alternative viable aux combustibles fossiles. Cependant, un des défis majeurs de son exploitation réside dans son stockage. L’hydrogène, par nature, est un élément volatil, évasif et hautement inflammable. Son statut d’atome le plus petit de l’univers, et donc sa légèreté, lui permettent de s’échapper par les plus petits interstices, ce qui nécessite des technologies sophistiquées pour assurer son confinement à des températures basses et sous des pressions élevées.

Dans ce contexte, l’idée de « stocker » l’hydrogène dans une autre molécule devient particulièrement intéressante. C’est ici que l’ammoniac, de formule chimique NH3, pourrait être la solution, puisqu’il contient trois atomes d’hydrogène représentant près de 20 % de sa masse totale. Cette caractéristique a suscité l’intérêt des chercheurs comme potentiel vecteur de stockage d’hydrogène.

Toutefois, cette alternative n’est pas sans difficulté. L’ammoniac est un gaz fortement corrosif, posant ainsi des complications pour son stockage et son utilisation. La méthode la plus couramment utilisée pour le stocker consiste à le liquéfier à des températures négatives dans des récipients résistant à une forte pression. C’est là que la découverte récente d’un groupe de chercheurs du Centre RIKEN pour la Science de la Matière Émergente (CEMS) au Japon prend toute son importance. Ils ont trouvé une nouvelle manière de gérer ces défis grâce à l’usage d’une certaine forme de pérovskite. Cette découverte pourrait-elle changer la donne dans notre quête d’un avenir énergétique plus durable et sans carbone ?

Une alliée inattendue : la pérovskite

Le composé découvert par ces chercheurs japonais est un certain type de pérovskite, dont la formule chimique est CH3CH2NH3PbI3. Ce matériau cristallin se distinguerait par son potentiel à faciliter le stockage et l’extraction de l’ammoniac, permettant une utilisation plus sûre et plus pratique de cette molécule comme porteuse d’hydrogène.

La spécificité de ce composé réside dans sa capacité à changer de structure lorsqu’il est en contact avec l’ammoniac. En absorbant du NH3, la pérovskite change de structure chimique, optimisant ainsi son efficacité d’absorption. Cette technique de stockage se révèle plus simple et moins contraignante que la méthode traditionnelle de liquéfaction de l’ammoniac.

Pour ce qui est de l’extraction, le processus s’avère tout aussi efficace. Il suffit de chauffer le composé à une température d’environ 50 °C pour inverser le processus d’absorption, libérant ainsi l’ammoniac stocké. À titre de comparaison, les techniques conventionnelles d’extraction nécessitent une élévation de la température jusqu’à près de 150 °C.

De plus, une fois le NH3 extrait, la pérovskite retrouve sa structure originelle. Cette caractéristique la rend apte à être réutilisée pour de nouveaux cycles de stockage et d’extraction, offrant un avantage indéniable en termes d’efficacité et de durabilité.

Diverses applications

Cette découverte pourrait avoir une implication importante dans la transition énergétique. En effet, l’hydrogène est au cœur des discussions autour de l’énergie propre, et son stockage sûr et efficace est un enjeu clé pour son adoption à grande échelle. La possibilité d’utiliser l’ammoniac comme un support d’hydrogène est une perspective enthousiasmante qui pourrait révolutionner la façon dont nous envisageons le stockage de l’énergie.

L’impact de cette découverte ne se limite pas uniquement au secteur énergétique. En effet, l’ammoniac est largement utilisé dans divers autres secteurs, notamment la production d’engrais, de produits pharmaceutiques et de textiles. Une méthode plus sûre et plus économique de stocker et de manipuler ce produit chimique corrosif pourrait donc bénéficier à une multitude d’industries.