Une équipe de chercheurs dirigée par le laboratoire de Berkeley et en partenariat direct avec le bureau des technologies de l'hydrogène et des piles à combustible du ministère de l'Énergie vient de tester des systèmes d'alimentation de secours basés sur des matériaux cristallins poreux composés d'ions métalliques. Connue sous le nom de MOF (Metal-Organic Frameworks), cette technologie émergente de stockage de l'hydrogène pourrait se montrer très compétitive. Si elle bénéficie de plus de recherches et développements.
Avec la croissance exponentielle des énergies renouvelables, le stockage de l'énergie permet aujourd'hui de garantir la fiabilité de l'alimentation électrique dédiée aux infrastructures critiques. Comme dans le cas des établissements de santé, des data centers et des télécommunications. Il permet également de réduire l'incertitude grandissante liée aux pannes causées par les surtensions et les conditions météorologiques extrêmes.
Dans cette optique, l'hydrogène apparaît comme une solution intéressante et pleine de promesses pour le stockage de l'énergie. D'ailleurs, les chercheurs sont actuellement en train de développer des matériaux qui permettent le stockage de l'hydrogène à long terme. Le but étant de réduire les coûts et garantir un rendement énergétique élevé.
Ainsi, même si l'usage de l'hydrogène comme vecteur énergétique reste encore aujourd'hui à un stade de concept, l'utilisation des MOF pour le stockage de l'hydrogène pour l'alimentation de secours pourrait accélérer la généralisation de nouvelles sources d'énergie, plus fiables et bien plus respectueuses de l'environnement. En outre, cette technologie émergente offrira plus de flexibilité opérationnelle et une meilleure résilience énergétique aux futurs systèmes décarbonés.
Les MOF : un espoir pour stocker efficacement et à moindre coût l'hydrogène
Bien que le stockage de l'hydrogène utilisant des MOF (Metal-Organic Frameworks) n'a pas encore été commercialisé. Les différentes séries de tests effectuées et l'initiative de nombreuses startup mettent en évidence l'envie de faire progresser cette technologie émergente. Comme le déclare Breunig de Berkeley Lab.
Dans le cadre du Hydrogen Materials Advanced Research Consortium (HyMARC) du DOE, les chercheurs du Pacific Northwest National Laboratory et de l'UC Berkeley avait d'ailleurs mis en lumière les hautes performances des MOF pour stocker l'hydrogène et ses capacités d'absorption. Cela à travers une analyse technico-économique et une modélisation des processus.
Dans les détails, comme les MOF se composent de cristaux avec de grandes cavités, les molécules d'hydrogène peuvent s'y accrocher de manière efficace. De plus, la simplicité de leur mécanisme de charge/décharge permet de libérer instantanément l'hydrogène stocké lors de la décharge. Et ceci sans avoir recours à des réactions chimiques. Cette technologie est donc parfaitement indiquée pour les applications d'alimentation de secours.
En définitive, des recherches et développements plus poussés sur les MOF pourraient avoir un impact important. Notamment sur l'augmentation de la résilience énergétique.
Une meilleure maîtrise des coûts pour une résilience énergétique optimisée
Grâce aux données expérimentales fournies par Jeffrey Long et les différentes simulations moléculaires, les chercheurs ont conclu que certains systèmes MOF pourraient se montrer extrêmement compétitifs. Notamment en termes de coût par rapport à l'hydroélectricité par pompage. Ou encore les batteries et d'autres systèmes utilisés pour l'alimentation de secours de moins de 10 MW.
Les MOF permettent de réduire également les coûts par rapport au stockage d'hydrogène liquide. Ceci tout en offrant une densité énergétique plus élevée au niveau du système que le stockage d'hydrogène comprimé.
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