L'hydrogène industriel à l'état solide

Le stockage de l'hydrogène industriel s'affranchit des hautes pressions. Dans « L'Île Mystérieuse », Jules Verne faisait dire à l'ingénieur Cyrus Smith que « l'eau sera un jour employée comme combustible, que l'hydrogène et l'oxygène, qui la constituent, utilisés isolément ou simultanément, fourniront une source de chaleur et de lumière inépuisables ». La société grenobloise McPhy Energy, créée en 2008, issue du CNRS, a fait sienne cette citation afin de promouvoir son dispositif innovant de stockage d'hydrogène. Dans ses applications industrielles, ce gaz est habituellement stocké à haute pression entre 200 et 700 bars ou sous forme liquide à - 253 °C. La première solution permet d'atteindre une masse volumique de 42 kg par mètre cube, la seconde 70 kg/m3. Ce type de conditionnement consomme entre un quart et un tiers de l'énergie effectivement stockée. McPhy propose une troisième voie : un système de stockage solide capable d'atteindre 106 kg par mètre cube. Pour cela, McPhy emploie un alliage de zinc et de magnésium. Lorsque la pression de l'hydrogène atteint 5 bars dans l'unité de stockage, l'alliage capture le gaz sous forme d'hydrure de magnésium. L'hydrogène peut conserver cette forme stable plusieurs mois. Lorsque le système est déchargé, la matrice de magnésium retourne automatiquement à son état initial et est prête à être rechargée.

Cette forme de stockage présente pour premier intérêt, selon la société, d'améliorer la sécurité sur les sites industriels. L'hydrogène est stocké sous basse pression, environ 10 bars. De plus, la stabilité des hydrures permet de conserver le gaz de quelques heures à plusieurs mois sans altération des caractéristiques du réservoir. Enfin, le groupe estime que la durée de vie de leur outil de stockage est de dix ans sans maintenance particulière, ni sensibilité aux variations de température - la durabilité du réservoir étant essentiellement dépendante de la pureté de l'hydrogène.

CIBLER LE MARCHÉ DES ÉNERGIES RENOUVELABLES

Avec cette application, McPhy se propose de fabriquer l'hydrogène sur les sites industriels. La société peut même, selon les besoins, s'associer avec des fabricants d'électrolyseurs afin de proposer des solutions complètes. Le marché des gaz industriels est le premier visé. McPhy compte parmi ses prospects les fournisseurs d'hydrogène liquéfié ou sous pression (qui sont aussi, indirectement, ses concurrents). Plus tard, à l'horizon 2014, l'entreprise entend également cibler le marché des énergies renouvelables. L'idée serait alors d'utiliser ses réservoirs sous forme de batteries capables de recueillir l'énergie produite lors des périodes de faible consommation.

Disponible depuis le second semestre 2010, l'offre commerciale de McPhy compte deux produits. Le plus simple, la série MCP, permet de stocker 70 kg d'hydrogène. Le plus complexe, la série MGP, stocke 10 fois plus de gaz et peut être intégré au process du client afin que la chaleur perdue par le réservoir soit réutilisée.

Aujourd'hui, le CEA offre une vitrine à McPhy puisque le Laboratoire d'innovation pour les technologies des énergies nouvelles et les nanomatériaux (Liten) utilise un prototype capable de stocker un kilo d'hydrogène. Cette technologie, pouvant restituer 97 % de l'hydrogène stocké et affichant un retour sur investissement de 7 à 8 ans, est une solution originale sur le marché mondial. Les mêmes principes de stockage en sont encore au stade de laboratoire en Australie et les hydrures de magnésium sont plutôt pressentis aux Etats-Unis pour alimenter les voitures à hydrogène.