Dans le domaine de la mobilité, le stockage reste l’un des principaux verrous scientifiques à l’utilisation de l’hydrogène. Une start-up développe actuellement une solution chimique performante, compacte et à bas coût.

L’hydrogène possède de nombreux atouts pour intégrer le podium du mix des énergies décarbonées. Ce gaz a une densité énergétique inégalée : la combustion de 1 kg de ce gaz libère environ trois fois plus d’énergie que 1 kg d’essence. Il est aussi 100 % propre, puisque sa combustion ne génère que de l’eau. Reste la problématique de son stockage. C’est une molécule peu dense et son stockage demande classiquement beaucoup d’énergie (pression/température) et de grands volumes.

Pour faciliter son stockage, l’hydrogène est soit comprimé à des pressions allant de 350 à 700 bar, soit liquéfié à des températures inférieures à de -253 degrés. Ces solutions ont pas mal de défauts : complexité technologique et consommation excessive d’énergie (le procédé de liquéfaction consomme environ l’équivalent de la moitié de l’énergie contenue dans l’hydrogène stocké). Pour l’instant, seule la mobilité lourde, comme le transport maritime, semble prête à relever le défi de l’hydrogène. Des améliorations en compacité et en facilités d’usages sont toutefois encore nécessaires.

Éponge à hydrogène

Certaines technologies existent déjà pour le stockage solide de l’hydrogène, notamment sous forme métallique. Ainsi des solutions dans des hydrures métalliques commencent à apparaître sur le marché. L’hydrogène est stocké dans des molécules métalliques, qui peuvent le relâcher à la suite d’un changement de température ou de pression. Mais une nouvelle piste est en train d’émerger : le stockage chimique à l’échelle moléculaire.

Ce procédé est mis au point par la start-up H2-Solid en collaboration avec l’Institut de chimie moléculaire de l’Université de Bourgogne (ICMUB). « Notre composé chimique est capable d’emmagasiner jusqu’à 20 % d’hydrogène en masse, contre 5 à 7 % avec des solutions traditionnelles à base d’hydrures métalliques ; elles captent l’hydrogène uniquement à leur surface par adsorption… Notre composé fonctionne comme une véritable éponge », résume Éric Lecoq, le CEO de la future start-up.

j’ai travaillé sur la nanostructuration de matériaux à l’échelle moléculaire

Moad Bouzid

L’entreprise, accompagnée par la Satt Sayens dans le cadre du programme H2DEC dédié à l’hydrogène, s’appuie sur les travaux du scientifique Moad Bouzid. « J’ai réalisé ma thèse sur l’analyse en extrême surface des matériaux, et j’ai travaillé, notamment, sur la nanostructuration de matériaux à l’échelle moléculaire », indique le chercheur en postdoctorat au sein de l’ICMUB. Il a étudié entre autres la production d’hydrogène à partir d’un « nanocatalyseurs » (des nanoparticules métalliques). Ces nanoparticules, présentées sous forme de poudre blanche, séparent les atomes d’hydrogène et les remplacent par des atomes d’oxygène.

Cette solution de stockage « chimique » présente plusieurs avantages : elle est relativement simple, puisque le stockage est réalisé à température/pression ambiante. Elle consomme également moins d’énergie que les solutions alternatives, et permet enfin de libérer 100 % de l’hydrogène.

Cap sur la mobilité lourde

La future start-up deeptech doit encore mener plusieurs développements. « Nous travaillons sur la régénération du composé après extraction de l’hydrogène, pour obtenir un composé à nouveau chargé en hydrogène, pour obtenir une réaction complètement réversible », ajoute Éric Lecoq. L’équipe doit ainsi travailler sur l’optimisation du coût de production de l’hydrogène. « Pour l’instant, notre coût de stockage est déjà inférieur d’un tiers au coût de stockage de l’hydrogène cryogénique. »

Le projet a atteint actuellement un TRL de 3. « Notre champ des possibles de notre business model est extrêmement large : il peut aller de la fourniture de ce composé chimique avec les nanocatalyseurs brevetés selon un modèle de distributeur d’énergie propre, jusqu’au développement de solutions spécifiques en collaboration avec des industriels nationaux de 1^er plan, selon un modèle de concession de licences », détaille Éric Lecoq. L’équipe vise notamment le marché de la mobilité lourde.