HYDROGÈNE : Charbon du Futur

Un alliage d'aluminium et de Gallium permet par simple oxydation au contact de l'eau
de produire de l'hydrogène à la demande.

Des chercheurs canadiens et des USA ont découvert le summum de la commodité en matière d'énergie - il n'y a qu'à ajouter de l'eau et l'hydrogène jaillit ! La recette à base d'un tout nouvel alliage, baptisé l'ALUMIFUEL, est en train de faire du mythe de l'hydrogène vecteur d'énergie une réalité de tous les jours.

L'immense intérêt de ce nouvel alliage est de résoudre deux soucis majeurs : d'une part il élimine le stockage de l'hydrogène gaz peu dense et très inflammable, et d'autre part il apporte une solution économique et rationnelle au problème de la production de ce gaz.

L'H2 n'est pas polluant (son utilisation ne produit pas de CO2) et se trouve en abondance dans la nature associé à d'autres atomes comme l'eau (H2O) ou la méthane (CH4); il faut donc casser ces molécules ...
Le mécanisme utilisé est le fait qu'un métal rouille en présence d'humidité pour produire de l'hydrogène à partir de l'eau : c'est le principe de l'oxydation. En théorie, il suffit de plonger un bloc de métal dans un verre d'eau pour que l'oxygène rompe toute liaison avec l'hydrogène et se lie avec les atomes métalliques pour former un oxyde.

Problème : cette réaction s'avère soit trop lente pour que l'on puisse espérer récupérer ainsi sufisamment d'H2, soit trop vive ; l'H2 s'enflamme alors immédiatement du fait de la chaleur dégagée, de sorte qu'on en récupère peu, voire pas du tout.

A ce jeu de l'oxydation , il est cependant un métal exceptionnel : l'aluminium qui s'oxyde en effet assez rapidement sans pour autant que la réaction produise trop de chaleur. Mais il y a un hic : avec l'aluminium seul, la réaction d'oxydation ne dure pas, la surface se recouvrant très vite d'une couche d'alumine Al2O3 qui le protège contre la corrosion et arrête l'oxydation. Si cette couche d'alumine est une armure particulièrement efficace, c'est que l'aluminium et sa version oxydée ont sensiblement la même densité. Du coup la couche qui se forme ne présente aucun défaut, elle est parfaitement étanche. Si ces deux espèces avaient des densités différentes, comme le fer et sa forme oxydée, la surface serait sillonnée de craquelures par lesquelles l'eau pourrait s'infiltrer et continuer d'oxyder, jusqu'à ce que tout l'aluminium soit consommé.

D'où l'idée des chercheurs d'utiliser non pas de l'aluminium pur mais, mais un alliage contenant quelques % d'un catalyseur ne réagissant pas avec l'eau, mais modifiant la densité de l'aluminium par rapport à sa forme oxydée : l'une des recette est 80 % d'aluminium et 20 % de gallium (en poids).

Résultat : avec 27 g d'aluminium on parvient à produire 3 g d'H2 en quelques minutes. Cela s'avère suffisant pour envisager l'alimentation d'un groupe électrogène et même d'une voiture : pour alimenter une berline équipée d'une pile à combustible roulant à 100 km/h sur une distance de 560 km, il faudrait embarquer environ 80 kg d'alliage est d'eau, ce qui correspond environ au poids d'essence nécessaire.

L'aluminium est l'un des métaux les plus courants dans la croute terrestre. Enfin , les déchets produits sont entièrement recyclables; le gallium est récupéré intact à la fin de la réaction d'oxydation et se trouve prêt à resservir.Quand à l'alumine , elle peut être recyclée dans les filières classiques de fabrication de l'aluminium. Le bémol c'est que ces filières sont très couteuses en électricité (~ 15 kWh par kg d'Al produit).