Le charbon pourrait jouer un rôle surprenant dans l’énergie propre : le stockage de l’hydrogène
Le charbon n’est généralement pas considéré comme une source de combustible propre, mais il pourrait bien avoir un rôle à jouer dans la recherche d’une énergie plus verte. Les chercheurs affirment qu’il pourrait être un excellent matériau pour stocker l’hydrogène, qui est l’une des sources d’énergie propre les plus prometteuses actuellement à l’étude.
Il ne fait aucun doute que l’hydrogène est très prometteur en tant que source d’énergie propre de l’avenir (même s’il soulève quelques problèmes potentiels). Après tout, lorsqu’il est utilisé comme carburant, il ne produit que de l’eau. Toutefois, la question qui reste en suspens concernant son utilisation est celle de son stockage. L’hydrogène est hautement inflammable et trouver des moyens de le contenir en toute sécurité s’est avéré être un véritable défi pour les chercheurs.
Des efforts ont été déployés pour confiner le gaz dans des poudres, des pâtes ou des cartouches, mais pour l’instant, les solutions de stockage de l’hydrogène relèvent davantage du domaine de la théorie que de celui de la pratique. Dans la première catégorie, on trouve une idée surprenante de chercheurs de l’État de Pennsylvanie qui suggèrent d’utiliser le charbon – oui, le charbon – comme une sorte de batterie qui pourrait contenir de l’hydrogène.
On sait que le charbon est un bon moyen de stocker le méthane, car il adhère au matériau par un processus connu sous le nom d’adsorption. Selon les chercheurs, cette qualité du charbon s’appliquerait également à l’hydrogène.
Pour vérifier cette théorie, l’équipe de recherche a construit un équipement spécial produisant de la pression pour forcer l’hydrogène à pénétrer dans le charbon.
« Nous avons réalisé une conception très nouvelle et très difficile », a déclaré Shimin Liu, professeur agrégé d’énergie et de génie minier à l’université Penn State. « Il nous a fallu des années pour comprendre comment procéder correctement. Nous avons dû concevoir correctement un système d’expérimentation, en procédant par essais et erreurs sur la base de notre expérience antérieure avec les charbons et les schistes ».
En analysant huit types de charbon différents provenant de l’ensemble des États-Unis, les chercheurs ont découvert que le matériau est en effet exceptionnellement efficace pour stocker l’hydrogène. Le charbon bitumineux peu volatil de Virginie et le charbon anthracite de Pennsylvanie étaient les meilleurs. La capacité du charbon à piéger les gaz repose sur sa composition unique.
« Beaucoup de gens définissent le charbon comme une roche, mais il s’agit en fait d’un polymère », explique Shimin Liu. « Il a une forte teneur en carbone et contient de nombreux petits pores qui peuvent stocker beaucoup plus de gaz. Le charbon est donc comme une éponge qui peut contenir beaucoup plus de molécules d’hydrogène que d’autres matériaux non carbonés. »
D’autres recherches permettront d’approfondir l’idée du charbon en tant que réservoir d’hydrogène, les chercheurs examinant la perméabilité et la diffusivité du matériau. Cela les aidera à comprendre à quelle vitesse l’hydrogène peut être pompé dans et hors de différents types de charbon, ce qui pourrait conduire à des « batteries » d’hydrogène efficaces à base de charbon. Shimin Liu souligne également que cette recherche pourrait donner de l’espoir aux communautés qui ont été durement touchées par l’abandon du charbon.
« Dans le cadre de la transition énergétique, ce sont les communautés charbonnières qui ont été les plus touchées sur le plan économique », a-t-il déclaré. « Il s’agit certainement d’une occasion de réorienter la région charbonnière. Elles disposent déjà de l’expertise, de l’ingénieur en énergie et des compétences nécessaires. Si nous pouvons construire une infrastructure et modifier leurs opportunités économiques, je pense que c’est quelque chose que nous devrions envisager ».
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0306261923001101?via%3Dihub
