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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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Chemin réactionnel de la décomposition thermique des alanates4. Structures cristallographiques
Les structures cristallines des alanates alcalins et alcalino-terreux représentatifs sont rassemblées dans le tableau 1. Bien que les tétra-alanates cristallisent dans différentes structures, elles ont beaucoup de propriétés communes.
À titre d'exemple, la structure cristallographique de l'alanate de sodium est présentée sur la figure 1. Les tétra-alanates (Mn+(AlH4)n) sont constitués par des tétraèdres presque parfaits du complexe [AlH4]– interconnectés par des cations M+. La distance typique Al-H dans le tétraèdre est d'environ 1,62 Å.
Il existe un seul site cristallographique pour le cation M+. Dans le cas des tétra-alanates alcalins, le nombre de coordination, NC, du cation alcalin augmente NC = 5, 8 et 10 dans la série Li+, Na+, K+ en raison de l'augmentation de leur rayon ionique (rLi+ = 0,60 Å, rNa+ = 0,95 Å, rK+ = 1,33 Å).
La même tendance est observée pour les tétra-alanates alcalino-terreux avec NC = 6 et 8 dans la série Mg2+ et Ca2+ (rMg2+ = 0,65 Å, rCa2+ = 0,99 Å).
Il faut préciser que la structure cristalline de l'alanate de calcium, Ca(AlH4)2 , n'a pas été expérimentalement déterminée. Des études théoriques prédisent que ce composé cristallise dans le système orthorhombique .
La structure cristalline des hexa-alanates alcalins
est caractérisée par la présence des octaèdres du complexe [AlH6]– (avec une configuration proche de celle de l'anion de la cryolite [AlF6]–)...
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