Bien que l’hydrogène soit actuellement considéré comme une alternative prometteuse dans le développement de véhicules à zéro émission, rivalisant avec les véhicules à carburant fossile et les voitures électriques équipées de batteries au lithium-ion, son utilisation dans les moteurs et les batteries remonte au début du 19e siècle. À cette époque, le politique et inventeur français François Isaac de Rivaz avait tenté d’exploiter un moteur à combustion interne fonctionnant à l’hydrogène.
Cependant, c’est au XXIe siècle que la technologie de l’hydrogène a réalisé ses avancées les plus significatives, avec le développement de la pile à combustible à hydrogène, des moteurs à combustion utilisant l’hydrogène (notamment dans les voitures de course) et l’amélioration des techniques de production, de stockage et de distribution de l’hydrogène. Une avancée récente qui pourrait révolutionner le secteur des batteries est le développement d’une nouvelle batterie au magnésium, susceptible de remplacer les batteries au lithium qui dominent actuellement le marché.
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La nouvelle batterie hydrogène-magnésium
Une équipe de chercheurs coréens de l’Institut national des sciences et technologies d’Ulsan (UNIST), dirigée par le professeur Hyunchul Oh, a réussi à développer une batterie capable de stocker l’hydrogène à des niveaux jusqu’alors inatteignables. Cette innovation pourrait s’avérer extrêmement adaptable pour une utilisation dans divers modes de transport, y compris maritime et terrestre.
Les chercheurs du département de chimie de l’UNIST ont élaboré une structure nanoporeuse en borohydrure de magnésium, un matériau supraconducteur jusqu’ici utilisé dans la fabrication de câbles, mais dont les interactions et propriétés vis-à-vis de l’hydrogène étaient méconnues.
Cette structure en magnésium peut stocker un volume considérable de molécules d’hydrogène, avec une densité pouvant doubler celle de l’hydrogène stocké sous forme liquide cryogénique. Autrement dit, ce nouveau matériau permet d’atteindre une capacité de stockage de 144 g/L, contre 70 g/L pour les méthodes de stockage actuelles.
Selon Hyunchul Oh, cette structure nanoporeuse en borohydrure de magnésium “marque un tournant dans le domaine du stockage de l’hydrogène, offrant une alternative solide aux méthodes traditionnelles”.
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Avantages de cette nouvelle batterie
Les propriétés du magnésium comme matériau de stockage d’énergie sont explorées depuis des décennies, que ce soit seul ou en combinaison avec d’autres éléments. Toutefois, aucune solution n’avait jusqu’à présent réussi à surpasser les performances des batteries au lithium utilisées dans l’industrie automobile et d’autres secteurs.
Ce nouveau matériau, développé à l’UNIST, une des principales universités publiques de Corée du Sud spécialisées dans la recherche scientifique et technologique, pourrait principalement améliorer la capacité de stockage de l’hydrogène pour les véhicules fonctionnant à cette énergie, comme la Toyota Mirai ou la Hyundai Nexo, qui utilisent des piles à combustible à hydrogène.
Un autre aspect prometteur est la possibilité de créer des batteries offrant une autonomie significativement supérieure à celle des batteries conventionnelles actuellement utilisées dans divers modes de transport.
L’étude, publiée dans Nature Chemistry, a bénéficié du soutien financier de la Fondation nationale de recherche de Corée (NRF) et du ministère coréen de la Science et de la Technologie. En pratique, elle pourrait représenter le premier pas vers le développement de batteries qui détrôneraient les batteries au lithium-ion et transformeraient des industries telles que l’automobile, notamment en termes d’autonomie.
