SOLid storage of HYDdrogen: new strategies, new materials

Le projet SOLHYD vise à lever les verrous actuels du stockage de l'hydrogène à l'état solide, une technologie présentant des avantages majeurs en termes de compacité et de sécurité. Il rassemble 6 unités de recherche Université/CNRS et 2 unités du CEA, spécialistes en sciences des matériaux.

L’objectif du projet à l’horizon 2028 est de découvrir des matériaux capables de stocker de l'ordre de 3 % en masse d'hydrogène (% m.) avec une capacité volumique de plus de 71 g d'hydrogène par litre (g/L), dans des conditions proches des conditions normales de température et de pression (CNTP).

Les activités de recherche visent trois grandes familles de matériaux : i) les hydrures régénérables par des procédés (électro)chimiques qu’il est nécessaire d’optimiser de façon à clore efficacement le cycle de stockage de l’hydrogène, ii) les hydrures métalliques, pour lesquels de nouvelles familles de composés sont recherchées en s’appuyant sur des outils numériques et sur la validation expérimentale, et iii) les hydrures complexes et les matériaux poreux à forte capacité réversible de stockage dans les conditions cryogéniques.

Concernant les hydrures régénérables, les avancées portent sur la synthèse de borohydrures à partir d’hydrosilanes et sur le développement d’une méthode électrochimique pour la synthèse d’hydrures complexes via une voie électrochimique innovante économe en énergie. Les travaux réalisés ont mis en lumière des capacités massiques intéressantes, avec 2 % m. réversible à température ambiante pour les hydrures métalliques, et des capacités atteingant jusqu’à 18 % m. en conditions cryogéniques pour les matériaux poreux. De plus, il a été démontré que l’usage de matériaux nanoporeux en tant que cryo-adsorbants permettait de ralentir le phénomène de boil-off dans l’hydrogène liquide. Des défis restent toutefois à surmonter en ce qui concerne la capacité volumique et la pression de désorption des matériaux de stockage.

Les résultats obtenus dans le cadre du projet SOLHYD ont été valorisées par 22 articles dans des revues internationales avec comité de lecture, 2 chapitres de livre, 22 conférences invitées et 63 communications orales, dont respectivement 17 et 28 dans des conférences internationales. Ces travaux ont également fait l’objet d'une demande de brevet.