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Les alanates, composés inorganiques, formés par un complexe anionique Al-H et un cation métallique, absorbent de grandes quantités d'hydrogène. Actuellement, le tétra-alanate de sodium, NaAlH4 , est le composé le plus prometteur pour le stockage réversible d'hydrogène dans des conditions normales de pression et de température. Il absorbe 5,6 % massique d'hydrogène avec une compacité élevée (70 kg/m3) et une cinétique rapide en présence de dopants à base de titane.
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- Version courante de nov. 2013 par Junxian ZHANG, Fermin CUEVAS, Annick PERCHERON-GUÉGAN
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Propriétés cinétiques6. Propriétés thermodynamiques et réversibilité d'absorption/désorption
Bien que beaucoup d'alanates contiennent des quantités d'hydrogène importantes, et que l'hydrogène puisse être désorbé à des températures modérées, leur utilisation comme matériau de stockage n'est concevable que si leur hydrogénation est réversible.
La réversibilité de la réaction relève en premier instance de la thermodynamique.
Les propriétés thermodynamiques concernant l'absorption et la désorption d'hydrogène peuvent être déterminées à partir des courbes isothermes pression-composition (PCT).
À titre d'exemple, les isothermes PCT d'absorption et de désorption des alanates de sodium, NaAlH4 et Na3AlH6 , à plusieurs températures, sont montrées sur la figure 4 . Deux plateaux de pression sont observés dans chaque isotherme. Ces réactions correspondent aux réactions réversibles :
( 22 )
( 23 )
Dans la première réaction : 3,7 % massique d'hydrogène est absorbé réversiblement, tandis que 1,9 % massique d'hydrogène est échangé dans la deuxième réaction.
La pression d'hydrogène est constante tant qu'au moins deux phases co-existent avec l'hydrogène. En traçant des courbes PCT à plusieurs températures, on observe que la pression du plateau augmente avec la température.
Les grandeurs...
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