Marie Leroy Un groupe de chercheurs a identifié la principale pierre d’achoppement d’un matériau commun à base d’hydrogène à l’état solide, ouvrant la voie à de futures directives de conception et à une utilisation commerciale généralisée.
Les détails de leurs découvertes ont été publiés dans le Journal of Components Chemistry A, où l’article a été présenté comme un short article de couverture.
L’hydrogène jouera un rôle critical dans l’alimentation de notre avenir. Il est abondant et ne produit aucune émission nocive lorsqu’il est brûlé. Mais le stockage et le transportation de l’hydrogène sont à la fois coûteux et risqués.
Actuellement, l’hydrogène est stocké par trois méthodes : le stockage d’hydrogène gazeux à haute pression, le stockage d’hydrogène liquide à basse température et le stockage d’hydrogène à l’état solide. Parmi le stockage d’hydrogène à l’état solide, les matériaux à l’état solide sont généralement les plus sûrs et offrent la moreover grande densité de stockage d’hydrogène.
Les hydrures métalliques ont longtemps été explorés pour leur grande potentialité de stockage d’hydrogène et leur faible coût. Lorsque ces métaux entrent en speak to avec de l’hydrogène gazeux, l’hydrogène est absorbé à la area. À partir de là, le matériau peut absorber et désorber l’hydrogène en as well as grande quantité.
Cependant, une température élevée est nécessaire pour que MgH2 se décompose et produise de l’hydrogène. De additionally, la migration et la désorption complexes de l’hydrogène du matériau, qui entraînent une cinétique de déshydrogénation lente.
Pendant des décennies, les scientifiques ont débattu des raisons pour lesquelles la déshydrogénation dans le MgH2 est si difficile. Mais maintenant, le groupe de recherche a découvert une réponse.
En utilisant des calculs basés sur la théorie fonctionnelle de la densité polarisée en spin avec des corrections de van der Waals, ils ont mis au jour un «effet d’éclatement» lors de la déshydrogénation du MgH2. Les barrières de déshydrogénation initiales mesurées à 2,52 et 2,53 eV, tandis que les barrières de réaction ultérieures étaient de, 12 à 1,51 eV.
où ils ont confirmé que la force de la liaison magnésium-hydrure diminuait à mesure que le processus de déshydrogénation se poursuivait.
souligne Hao Li, professeur associé à l’Institut avancé de recherche sur les matériaux de l’Université de Tohoku (WPI-AIMR) et auteur correspondant de l’article. “Les modifications d’ingénierie structurelle qui favorisent ce processus de désorption pourraient être la clé pour faciliter la désorption de l’hydrogène du MgH2.”
Li et ses collègues ont démontré que les lacunes d’hydrogène maintenaient un degré élevé de localisation électronique lorsque la première couche d’hydrogène atomique existe. effectuées par des simulations de dynamique moléculaire ab initio, ont également fourni des preuves supplémentaires.
“Nos découvertes fournissent une base théorique pour la cinétique de déshydrogénation du MgH2, fournissant des lignes directrices importantes pour modifier les matériaux de stockage d’hydrogène à foundation de MgH2”, ajoute Li.
