Réacteur marin : 30 jours de sous-marin

Les scientifiques du MIT ont découvert une méthode intrigante pour produire du carburant hydrogène en utilisant des canettes, de l’eau de mer et des marc de café. Ils croient que cette réaction chimique pourrait alimenter des moteurs ou des piles à hydrogène dans les véhicules marins utilisant l’eau de mer.

L’hydrogène joue un rôle crucial dans la décarbonisation de la production d’énergie en raison de sa combustion propre, de sa haute densité énergétique et du fait que son seul sous-produit dans les piles à hydrogène est l’eau. Cependant, un défi important reste son stockage et son transport. Les petites molécules d’hydrogène fuient souvent à travers les conteneurs et les tuyaux, entraînant des pertes et pouvant causer des problèmes environnementaux.

Production d’hydrogène à la demande à l’aide de granulés d’aluminium pour les véhicules marins

La nouvelle méthode du MIT permet de produire de l’hydrogène à la demande directement dans un véhicule. Au lieu de stocker et de transporter l’hydrogène, il suffit de transporter des granulés d’aluminium, plus stables et plus faciles à gérer.

Lors des tests, un seul granulé d’aluminium de 0,3 g dans de l’eau fraîche et déionisée a généré 400 ml d’hydrogène en cinq minutes. À une échelle plus grande, un gramme de granulés pourrait produire environ 1,3 L d’hydrogène dans le même délai.

Surmonter les limitations de la réaction

Le processus repose sur une réaction chimique simple : l’aluminium réagit fortement avec l’oxygène, éliminant l’oxygène de l’eau (H₂O) et libérant de l’hydrogène. Cependant, cette réaction ne dure généralement pas longtemps car l’oxyde d’aluminium forme une couche sur le métal, empêchant toute interaction supplémentaire.

Pour remédier à cela, l’équipe a prétraité les granulés d’aluminium avec un alliage de gallium et d’indium, qui aide à maintenir la réaction en décomposant la couche d’oxyde au fur et à mesure de sa formation.

Un inconvénient est la rareté et le coût du gallium et de l’indium. Cependant, les chercheurs ont découvert que réaliser la réaction dans une solution ionique provoquait l’agglutination de l’alliage, facilitant ainsi sa récupération et sa réutilisation. L’eau de mer, étant une solution ionique, s’est révélée idéale à cet effet.

Au départ, la réaction ralentissait considérablement dans l’eau de mer, prenant environ deux heures pour produire l’hydrogène que l’eau douce produisait en cinq minutes. La percée est survenue lorsqu’on a ajouté des marc de café usagés, ce qui a accéléré la réaction à nouveau à cinq minutes. La clé était l’imidazole, un composé trouvé dans la caféine.

Développement de réacteurs à hydrogène pour les véhicules marins utilisant de l’aluminium et de l’eau de mer

Les chercheurs suggèrent d’utiliser leur méthode pour développer des réacteurs à hydrogène pratiques pour les véhicules marins, ce qui éliminerait le besoin de transporter de l’hydrogène. Au lieu de cela, seuls l’aluminium et l’eau de mer seraient nécessaires pour produire de l’hydrogène.

L’auteur principal, Aly Kombargi, a souligné que cette méthode pourrait simplifier les applications maritimes en supprimant la nécessité de réservoirs d’eau de mer ou d’hydrogène. L’équipe testera cette méthode avec un planeur sous-marin pouvant fonctionner jusqu’à 30 jours en utilisant de l’eau de mer et des granulés d’aluminium.

À terme, les applications futures pourraient s’étendre aux camions, trains et avions, avec des possibilités telles que l’extraction d’eau à partir de l’humidité ambiante pour produire de l’hydrogène. L’étude est publiée dans Cell Reports Physical Science.

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Lisez l’article original sur :  New Atlas

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