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Des chercheurs d'un laboratoire américain ont découvert un composé à base de magnésium capable de stocker l'hydrogène plus efficacement.

Les scientifiques du Lawrence Livermore National Laboratory étudient les moyens d'utiliser un composé supraconducteur peu coûteux et stratifié pour stocker efficacement l'hydrogène. Ils ont déjà découvert le mécanisme clé utilisé par le diborure de magnésium (MgB2) pour absorber l'hydrogène et la voie de réaction qui convertit MgB2 en sa forme la plus riche en hydrogène, le borohydrure de magnésium (Mg (BH4) 2).

Le Mg (BH4)2, est un matériau qui permet le stockage de l'hydrogène particulièrement prometteur en raison de sa forte teneur en hydrogène et de sa thermodynamique attrayante.

Le diborure de magnésium (MgB2) est la clé découverte et utilisée pour absorber l'hydrogène. La réaction convertit le MgB2 en sa forme la plus riche en hydrogène, le borohydrure de magnésium (Mg (BH4) 2).

Le stockage est essentiel pour le transport à l'hydrogène. Cependant, les véhicules à hydrogène actuels utilisent des réservoirs haute pression , qui limitent l'aspect pratique.  Un mécanisme d'hydrogénation qui forme directement le borohydrure de magnésium évite les problèmes connus pour inhiber la vitesse de ravitaillement des véhicules à hydrogène.

Les molécules d'hydrogène (gris) se dissocient sur des couches de magnésium (diborure de magnésium) exposées au magnésium et migrent vers des sites de bord de bore (vert) pour former des unités de borohydrure (BH4, centre, vert clair et gris clair). Le stockage d'hydrogène à l'état solide dans des hydrures métalliques complexes peut offrir un stockage à bord beaucoup plus compact et des pressions de fonctionnement réduites.

Dans la nouvelle étude, l'équipe a constaté que dans les premières étapes de l'exposition à l'hydrogène, MgB2 peut hydrogéner en Mg (BH4) 2 sans former de composés intermédiaires. Les intermédiaires sont connus pour inhiber la vitesse à laquelle un véhicule à hydrogène peut être ravitaillé en carburant, donc les éviter est un développement important pour rendre MgB2 pratiquement viable. «Nous avons montré que si vous pouvez combiner la spectroscopie, les calculs des premiers principes et la modélisation cinétique, il est possible de comprendre la voie de réaction et le mécanisme chimique spécifique d'une manière qui n'a jamais été faite auparavant», explique Tae Wook Heo, chercheur en matériaux.

L'équipe de recherche a également découvert que l'hydrogénation de MgB2 se produit dans deux étapes distinctes de la réaction alors que les molécules d'hydrogène se séparent et migrent vers les bords exposés du matériau.

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