Stockage d'hydrogène : comment l'hydrogène se lie aux nanocornets de carbone

Cet article analyse la possibilite d'utiliser les nanocornets de carbone (ou nanohorns) comme solution au probleme du stockage massif d'hydrogene. Alors qu'une quantite non negligeable d'hydrogene peut etre adsorbee par les nanotubes de carbone mono-feuillets (SWNT) sous une pression de 100 bars et a une temperature de 10 K, il s'avere que pratiquement toute cette quantite s'echappe du materiau lorsque celui-ci est remis dans les conditions ambiantes, et seulement une infime partie est readsorbee lorsque la temperature est redescendue a 10 K. Les nanocornets de carbone mono-feuillets (SWNH), structures graphitiques se presentant sous l'aspect de fleurs de dahlia et se formant par agregation de structures nanotubulaires, apparaissent a priori plus prometteurs puisque le processus d'adsorption semble reversible et la plupart de l'hydrogene libere a temperature ambiante est readsorbe quand la temperature est a nouveau abaissee. En plus, leurs performances peuvent encore etre ameliorees en jouant sur la pression, ou en decorant la surface avec des nanoparticules metalliques. Les travaux presentes ici se limitent aux materiaux bruts. Les aspects microscopiques de l'adsorption d'hydrogene dans les nanostructures de carbone sont discutes a partir d'experiences de diffusion de neutrons. Le comportement de l'hydrogene adsorbe dans les SWNT est compare a celui dans les SWNH en utilisant d'une part l'analyse de la transition rotationnelle para-ortho qui donne acces a des informations sur l'interaction entre les molecules d'hydrogene et la matrice carbonee, et en etudiant d'autre part le pic quasi-elastique dont la largeur depend de la mobilite translationnelle de l'hydrogene et permet de discriminer les fractions d'hydrogene mobile et immobile.