L’allumage à l’alu magique

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Des chercheurs de la School of Electrical and Computer Engineering de l’Université Purdue (Indiana) ont perfectionné une technologie de production d’hydrogène utilisant un alliage Aluminium-Gallium. Cette technologie, mettant en oeuvre un alliage plus riche en Aluminium (80% contre 28% dans la version de mai 2007) sous la forme de particules à très haute surface spécifique, franchit l’objectif de 6% de fraction massique en hydrogène fixée pour l’horizon 2010 par le Department of Energy. Si elle présente des particularités intéressantes en matière de sécurité et d’infrastructures, la technologie en question soulève en revanche des interrogations en matière de filières de recyclage des produits de réaction, notamment l’alumine (Al2O3), ce qui, pour l’instant, devrait la confiner à des usages de niche.

En 1967, alors chercheur chez IBM, Jerry Woodall avait mis en évidence la production spontanée d’hydrogène à température quasi-ambiante par de l’eau mise au contact d’alliages liquides Al-Ga (la température de fusion du Gallium pur sous pression atmosphérique est légèrement inférieure à 30°C). L’aluminium se combine à l’oxygène de l’eau pour former de l’alumine, libérant de la chaleur et de l’hydrogène. La présence du Gallium est indispensable pour que la réaction se poursuive. Il empêche en effet la fixation d’un film d’oxyde sur la surface du métal qui stopperait le processus. Cette découverte avait débouché sur un dépôt de brevet en 1982. Depuis lors, le Dr. Woodall et ses collègues ont perfectionné cette technologie en mettant au point un alliage solide métastable à 28% d’aluminium, puis d’un alliage à 80% d’Al sous forme particulaire, stable à l’air sec et très réactif obtenu par refroidissement modéré. Cette nouvelle avancée a été présentée lors de la 2nd Energy Nanotechnology International Conference (5-7 septembre 2007, Santa Clara, Ca).

Outre le fait que ce produit offre plus de possibilités pour un usage commercial, en franchissant les spécifications affichées comme objectif pour 2010 par le DoE (6% de stock d’hydrogène rapporté au poids total du système de production, incluant les réservoirs et la plomberie), il permettrait de résoudre un des obstacles majeur à la conception de véhicules commerciaux à combustion interne d’hydrogène : la sécurité du réservoir. En effet, un véhicule utilisant le procédé à l’Aluminium ne nécessiterait qu’un petit réservoir-tampon d’hydrogène pour les phases de roulage fortement consommatrices d’énergie (accélération notamment). De plus, en délocalisant dans les véhicules la production d’hydrogène, il permettrait de contourner le défi technologique et financier représenté par la création d’infrastructures lourdes de production et de transport de l’hydrogène vers les détaillants.

La médaille a cependant un revers, à savoir le recyclage de l’alumine produit par la réaction. La récupération du gallium ne poserait pas de problème, mais celle de l’aluminium, indispensable pour rendre le procédé compétitif, nécessiterait la collecte et l’acheminement de l’alumine vers des centres de raffinage. Le problème des infrastructures serait donc déplacé vers l’aval, avec pour difficulté supplémentaire la performance imparfaite de la collecte chez les particuliers. Les promoteurs de la technologie estiment cependant que le procédé est dès à présent compétitif pour des usages de niches comme les applications médicales (générateurs portables d’urgence), les sous-marins et la mise en veille des poids-lourds (l’interdiction des moteurs tournants à l’arrêt se généralisant).

Source :


- http://www.purdue.edu/UNS/x/2007b/070827WoodallNanotech.html
- http://news.uns.purdue.edu/x/2007a/070515WoodallHydrogen.html

Pour en savoir plus, contacts :

Le principe de la technologie : http://hydrogen.ecn.purdue.edu/2007.05.01-Woodall.pdf
Code brève
ADIT : 50973

Rédacteur :

Philippe Jamet, Philippe.Jamet@diplomatie.gouv.fr

Voir en ligne : http://www.bulletins-electroniques….