Un solide plein d’énergie

À l’Institut des sciences chimiques de Rennes, l’équipe d’Olivier Hernandez s’intéresse aux solides dits cristallins, en référence au fait que chaque atome a une place déterminée sur une maille cristalline. Cette configuration leur confère des propriétés électriques ou magnétiques particulières. Parmi eux, les oxydes.

Une équipe japonaise, qui collabore de longue date avec les Rennais, a créé un nouveau composé à partir d’un oxyde abondant et très connu, car utilisé en électronique depuis les années 40. Pour cela, ils ont utilisé une méthode de chimie douce qu’ils ont optimisée. Ne comprenant pas ce qu’ils ont obtenu, ils font appel à l’équipe rennaise pour caractériser leur découverte. Les chercheurs sondent le solide avec des rayons X synchrotron et des neutrons. Les méthodes de détection d’atomes révèlent la présence d’hydrogène à la place de certains atomes d’oxygène, formant un oxyhydrure. « Ils ne soupçonnaient pas la présence d’hydrogène car sa cohabitation avec l’oxygène est instable », explique Olivier Hernandez. L’oxyhydrure a pu se former grâce à la réaction à “basse” température... : 400°C au lieu des 800 à 900°C habituels ! Une seconde surprise attend les chimistes : en observant l’échange d’ions entre le solide et l’atmosphère, ils constatent que c’est un bon conducteur d’ions hydrogène à “seulement” 400°C. Cette propriété est intéressante pour les piles à combustible, qui reposent sur l’échange d’ions mais sont rapidement dégradées aux hautes températures d’utilisation habituelles. Les chercheurs travaillent maintenant sur d’autres composés chimiques similaires.