Des liaisons prometteuses entre les atomes pourraient à terme faire fonctionner nos voitures de façon non polluante. «J'ai récemment été en Islande. Des prototypes de voitures à hydrogène comprimé fonctionnent très bien. Seul problème: ces véhicules ont une autonomie de 50 kilomètres», note Hans Hagemann, maître d'enseignement et de recherche au département de chimie physique de l'Université de Genève. Le principal défi consiste à trouver un système capable de stocker suffisamment d'hydrogène (l'oxygène étant disponible dans l'air) et de le libérer facilement.

Hans Hagemann travaille sur des cristaux bien particuliers qui permettent de stocker de l'hydrogène gazeux. En collaboration avec l'ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) de Grenoble, les scientifiques de l'UNIGE se sont penchés sur le borohydrure de sodium dihydraté. Au niveau atomique, ce composé présente une liaison très intéressante: au contact de l'eau, la molécule de borohydrure de sodium se décompose brutalement et produit de l'hydrogène gazeux. Hans Hagemann a préparé une forme cristalline hydratée du composé. Les atomes des borohydrures chargés négativement devraient instantanément réagir aux protons de l'eau chargés positivement, et former ainsi de l'hydrogène gazeux. Pourtant, dans les cristaux, cette réaction n'a pas lieu.

Non toxique

Prospectant au cœur de la molécule au moyen des rayons X du synchrotron de l'ESRF, les chimistes ont pu comprendre que, en dessous de 40 °C, les hydrures H- se lient aux protons H+ de l'eau. Et ce n'est qu'une fois chauffées que les deux charges inverses commencent à réagir, produisant alors le fameux hydrogène, et sa libération est alors peu gourmande en énergie. Aujourd'hui, 99% de la production mondiale d'hydrogène se fait par un processus qui nécessite des quantités d'énergie considérables et libère du gaz carbonique (CO2). Seule une très faible quantité est produite par électrolyse, un procédé qui consiste à scinder l'eau en hydrogène et en oxygène, en utilisant du courant électrique.

L'équipe de Hans Hagemann, qui a récemment publié ses travaux dans la revue European Journal of Inorganic Chemistry, étudie les propriétés des matériaux pour le stockage d'hydrogène, en particulier les borohydrures

«Nous sommes encore loin d'une voiture qui roulerait aux borohydrures. Toutefois, un moteur électrique alimenté par cellules solaires photovoltaïques et pile à combustible à borohydrure de sodium pourrait être une voie très intéressante», souligne Hans Hagemann.

Un tel système ne rejette en effet que de l'eau. «L'acide borique, qui reste en solution dans les réservoirs, n'est pas nocif.»