La voiture à hydrogène fait rêver. De son pot d'échappement, il sortirait seulement de la vapeur d'eau. Finis le smog et les gaz à effet de serre. Mais un problème crucial sépare le rêve de la réalité: comment stocker l'hydrogène dans la voiture?

«À la température et à la pression ambiantes, l'hydrogène a une densité beaucoup trop faible», explique Dapeng Cao, un professeur de génie chimique de l'Université des technologies chimiques de Pékin qui vient de proposer une solution prometteuse dans le Journal of Physical Chemistry. «Le réservoir aurait une taille beaucoup plus grande que la voiture. Pour avoir une densité compatible avec les réservoirs actuels, il faut soit refroidir énormément l'hydrogène, ce qui implique une dépense d'énergie prohibitive, ou alors le mettre sous pression, ce qui suscite des problèmes de sécurité en cas d'accident.»

La solution de M. Cao est d'emprisonner l'hydrogène dans des nanotubes, des tubes d'un diamètre de l'ordre du millionième de millimètre. «D'autres chercheurs y travaillent depuis des années. À cette taille, l'hydrogène est adsorbé par les parois des tubes. J'ai pensé que des nanotubes de silicone seraient plus efficaces que des nanotubes de carbone. Le silicone a plus d'électrons de surface que le carbone, ce qui augmente la polarisation et l'attraction des molécules d'hydrogène.»

L'ingénieur chimiste pékinois a fait des simulations numériques qui ont montré que la densité du carbone double par rapport à un nanotube de carbone, à une pression deux fois plus grande que la normale. Le gain est moins élevé (50%) à des pressions plus élevées, qui seront peut-être nécessaires pour arriver à une densité opérationnelle pour les voitures à hydrogène. «Il faut maintenant vérifier tout ça en laboratoire», dit M. Cao.

Les nanotubes de silicone arrivent à un cinquième de la cible établie par le département de l'Énergie des États-Unis pour que les voitures à hydrogène deviennent réalité. Le chiffre magique est 6,5%: la quantité d'hydrogène devra être égale à 6,5% du poids du matériau où il est stocké. Des chercheurs sont arrivés à 20%, mais à des températures de 300 oC, beaucoup trop élevées pour une voiture. M. Cao arrive à 1,3% à deux fois la pression ambiante.

Comme l'hydrogène fournit, à poids égal, trois fois plus d'énergie que l'essence, une voiture devrait disposer de 5 à 13 kg d'hydrogène pour avoir une autonomie minimale. L'essence a une densité légèrement inférieure à celle de l'eau, ce qui fait qu'un plein de 40 l ne pèse que 30 kg.

Les premières voitures à hydrogène seront toutefois moins pratiques que leurs concurrentes à essence, si on se fie à la cible du gouvernement américain. L'autonomie sera au moins deux fois moins grande (300 km pour une voiture peu gourmande), et le réservoir pèsera presque deux fois plus, ce qui nuira aux accélérations.