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Annales de Chimie - Science des Matériaux

0151-9107
 

 ARTICLE VOL 30/5 - 2005  - pp.531-539  - doi:10.3166/acsm.30.531-539
TITRE
Avantages du stockage électrochimique de l'’hydrogène par rapport à l’'adsorption en phase gazeuse dans les carbones nanoporeux.

TITLE
Advantages of electrochemical hydrogen storage over gas adsorption in nanoporous carbons

RÉSUMÉ

Nous comparons les performances de stockage de l'’hydrogène dans les carbones nanoporeux, soit sous pression de di-hydrogène, soit par décomposition électrochimique de l’'eau. L’'adsorption du di-hydrogène dans les nanopores n'’est remarquable que si la température est abaissée à 77 K. La taille de pore optimale prédite théoriquement et confirmée expérimentalement est de 0.6 nm, ce qui correspond à deux couches d'’hydrogène adsorbé dans les pores. En revanche, par électrochimie, une quantité notable d’'hydrogène est stockée dans les conditions ambiantes de température et de pression. Les données expérimentales, notamment l'’évolution des courbes galvanostatiques et de voltammétrie cyclique avec la température, démontrent que l’'hydrogène piégé électrochimiquement dans les carbones nanoporeux n’'est pas physisorbé et que sa liaison est partiellement chimique. Ce procédé représente une avancée remarquable pour le stockage de l’'hydrogène dans les matériaux carbonés et il peut trouver des applications pour une nouvelle génération de sources d'’énergie en milieu aqueux.



ABSTRACT

This paper considers hydrogen storage in nanoporous carbons, either under di-hydrogen pressure or by cathodic electrodecomposition of water. Di-hydrogen adsorption in the nanopores of porous carbons is only significant when decreasing temperature to 77 K. An optimum pore size ca. 0.6 nm has been predicted theoretically and experimentally confirmed, which corresponds to two layers of hydrogen adsorbed in the pores. By contrast, in the case of the electrochemical technique, noticeable sorption of hydrogen is observed in ambient conditions. The various experimental data, especially the dependence of cyclic voltammetry and galvanostatic characteristics with temperature, demonstrate that hydrogen electrochemically trapped in nanoporous carbons is not purely physisorbed, and that it exhibits a partially chemical bonding. This process represents an important breakthrough for hydrogen storage in carbon materials and is able to find quick applications for a new generation of power sources in aqueous medium.



AUTEUR(S)
François BÉGUIN, Kryzsztof JUREWICZ, Marcin FRIEBE, Elzbieta FRACKOWIAK

Reçu le 16 août 2005.    Accepté le 27 septembre 2005.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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