Article de référence | Réf : RE111 v2

Description des alanates
Stockage réversible de l'hydrogène dans les alanates

Auteur(s) : Junxian ZHANG, Fermin CUEVAS, Annick PERCHERON-GUÉGAN

Relu et validé le 23 juin 2022

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RÉSUMÉ

Les alanates, composés inorganiques formés par un complexe anionique Al–H et un cation métallique, contiennent de grandes quantités d'hydrogène. Actuellement, le tétra-alanate de sodium, NaAlH4 , est le composé le plus prometteur pour le stockage réversible d'hydrogène dans des conditions normales de pression et de température. Il absorbe 5,6 % massique d'hydrogène, avec une compacité élevée (70 kgH/m3) et une cinétique rapide d'hydrogénation en présence de dopants à base de titane.

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ABSTRACT

Reversible hydrogen storage in alanates

Alanates, inorganic compounds formed by an anionic complex Al-H and a metal cation, contain large quantities of hydrogen. At this time, the sodium tetra-alanate,, NaAlH4, is the most promising compound for the reversible storage of hydrogen under normal pressure and temperature conditions. It absorbs 5.6 wt. % of hydrogen with a high volumetric density (70 kgH/m3), a high compactness (kgH/m3 70) and fast hydrogenation kinetics in the presence of titanium-based dopants.

Auteur(s)

  • Junxian ZHANG : Docteur Post-doc au CNRS, équipe de chimie métallurgique des terres rares, Institut de chimie et des matériaux Paris-Est, CNRS-UPE, UMR7182

  • Fermin CUEVAS : Docteur Chargé de recherche au CNRS, équipe de chimie métallurgique des terres rares, Institut de chimie et des matériaux Paris-Est, CNRS-UPE, UMR7182

  • Annick PERCHERON-GUÉGAN : Docteur Directeur de recherche au CNRS, équipe de chimie métallurgique des terres rares, Institut de chimie et des matériaux Paris-Est, CNRS-UPE, UMR7182

INTRODUCTION

Points clés

Domaine : Chimie verte, énergie

Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité

Technologies impliquées :

Domaines d'application : Stockage hydrogène, piles à combustible

Principaux acteurs français : CNRS

Pôles de compétitivité :

Centres de compétence :

Industriels :

Autres acteurs dans le monde :

Contact : [email protected], http://www.icmpe.cnrs.fr/spip.php?article628〈=fr

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-re111

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2. Description des alanates

Les alanates sont des composés inorganiques formés par un complexe anionique [AlH(n+3)]n et un cation métallique Mn+ (alcalin : Li+, Na+, K+ ou alcalino-terreux : Be2+, Mg2+, Ca2+, Ba2+, Sr2+) assemblés par une liaison ionique.

Il existe aussi des alanates de métaux de transition . Ils sont trop instables pour le stockage de l'hydrogène et ne seront pas considérés dans ce document.

La valeur de n est typiquement 1 ou 3 ; n = 1 pour les tétra-alanates (par exemple, NaAlH4) et n = 3 pour les hexa-alanates (par exemple, Li3AlH6). D'autres formulations chimiques de type MAlH5 ou M2AlH7 ont été trouvées. Nous verrons que structuralement elles sont de type hexa-alanate et caractérisées par la présence de complexes anioniques de type [AlH6]3–. En raison de la composition du complexe, les alanates sont aussi appelés « hydroaluminates ». La liaison interne du complexe Al–H est covalente polarisée .

Selon les différents cations métalliques, les alanates peuvent se décliner en quatre familles : les alanates alcalins (NaAlH4  , Na3AlH6  , LiAlH4  , Li3AlH6  , KAlH4 et K3AlH6), les alanates alcalino-terreux (Mg(AlH4)2  , Ca(AlH4)2  , CaAlH5, BaAlH5, Ba2AlH7,...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - JOUBERT (J.-M.), CUEVAS (F.), LATROCHE (M.), PERCHERON-GUÉGAN (A.) -   Différentes méthodes de stockage de l'hydrogène.  -  Ann. Chim. Sci. Mat., 30, p. 441 (2005).

  • (2) - SANDROCK (G.) -   A panoramic overview of hydrogen storage alloys from a gas reaction point of view.  -  J. Alloys Compd., 293-295, p. 877 (1999).

  • (3) - EBERLE (U.), FELDERHOFF (M.), SCHUTH (F.) -   Chemical and physical solutions for hydrogen storage.  -  Angew. Chem. Int. Ed., 48, p. 6608 (2009).

  • (4) - SCHLAPBACH (L.), ZÜTTEL (A.) -   Hydrogen-storage materials for mobile applications.  -  Nature, 414, p. 353 (2001).

  • (5) - GROCHALA (W.), EDWARDS (P.P.) -   Thermal decomposition of the non-interstitial hydrides for the storage and production of hydrogen.  -  Chem. Rev., 104, p. 1283 (2004).

  • (6) - LOVVIK (O.M.), SWANG (O.), OPALKA (S.M.) -   Modeling...

1 Sites Internet

COST action MP1103 on « Nanostructured materials for Solid State Hydrogen Storage » http://www.cost-mp1103.eu/WebPages/costmp1103.php

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2 Annuaire

HAUT DE PAGE

2.1 Laboratoires

Équipe de Chimie Métallurgique des Terres Rares /ICMPE/CNRS https://www.icmpe.cnrs.fr/

Groupement de Recherche CNRS « Acthyf » (Acteurs de la communauté hydrogène en France) http://www.gdr-acthyf.cnrs.fr/

CEA-Liten http://www-liten.cea.fr/fr/activites_rd/tech_h2_06.htm

HAUT DE PAGE

2.2 Associations – Fédérations – Organismes

« AFHYPAC » : Association Française pour l'Hydrogène et les Piles à Combustible http://www.afh2.org/fr/accueil

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