Brevet FR2526230A1 — publié le 19831104

L'invention concerne le domaine de l'emmagasinage et de l'utilisation de l'énergie électrique et>en particu- lier, un accumulateur perfectionné et une électrode rechar- geable destinée à servir dans celui-ci Plus particuliè- rement, l'invention concerne un accumulateur comportant une anode formée d'une matière désordonnée principalement non équilibrée conçue pour présenter un grand nombre de points actifs catalytiquement et aussi un grand nombre de pointe d'emmagasinage de manière à emmagasiner une quan- tité notable d'hydrogène avec la liaison chimique conçue pour emmagasiner et libérer efficacement l'hydrogène On charge l'anode de l'accumulateur pour emmagasiner de l'hy- drogène et on la décharge pour libérer l'hydrogène emmaga- siné et produire un courant électrique. L'invention supprime, pour la conception de la matière d'anode, les limites posées par la stoechiométrie et les compositions cristallines et permet toute une gamme de liaison réversible d'emmagasinage d'hydrogène dans la ma- tière L'accumulateur supérieur de l'invention atteint un *magasinage d'énergie à haute densité, une réversibilité efficace, un grand rendement électrique, l'emmagasinage d'hydrogène dans la masse sans modification structurale ni empoisonnement notables et par suite une longue durée de cycles et une possibilité de décharge profonde La matière désordonnée est de préférence formée de matières légères pour assurer une grande capacité d'emmagasinage et elle est tirée de matières peu coûteuses Ainsi, pour la première fois, on fait un pas en avant dans les qualité des accu- mulateurs. L'emmagasinage d'énergie est l'un des grands problèmes scientifiques, technologiques et économiques dans le do- maine de l'énergie et plus particulièrement 1 'emmagasinage d'énergie électrique. Le besoin d'emmagasinage d'énergie électrique aug- mente rapidement S mesure que le monde dépend de plus en plus de l'électricité produite aussi bien par de grandes installations de charge de base que par des sources d'énergie électrique renouvelable mais variable On estime que l'emmagasinage total d'énergie nécessaire aux Etats- Unis d'ici l'an 2000 sera d'environ 2 10 4 billions de Vh. Les accumulateurs ont des avantages particuliers pour les applications d'emmagasinage car 1) ils emmagasinent et libèrent de l'énergie électrique, 2) ils sont portatifs et modulaires et donc d'utilisation très souple, 3) ils sont relativement faciles à fabriquer, 4) ils sont relativement peu encombrants, ) ils sont compatibles avec les variations instantanées de la demande d'électricité et ont la possibilité de les suivre efficacement, tout en assurant en même temps une régulation du débitet 6) ils assurent l'emmagasinage local et par suite rédui- sent les dépenses de transmission et de distribution. Bien que chacun des avantages susdits des accumula- teurs soit virtuellement accessible, les accumulateurs habituels ont encore de nombreux défauts Par exemple, les accumulateurs habituels contenant du plomb, du mercure ou du cadmium sont polluants pour l'environnement *t par suite, on ne peut pas facilement s'en débarrasser Les accumulateurs habituels posent de sérieux problèmes de ma- tières qui influencent la durée de conservation et la durée de cycles et les rendent peu économiques pour de nombreuses applications. Il est reconnu depuis longtemps que le domaine des accumulateurs est un domaine o se produit une évolution lente et non pas le progrès discontinu qu'il faudrait pour permettre une utilisation économique des accumulateurs à une échelle vraiment grande Il a été dit que "la technolo- gie des accumulateurs est un exemple classique d'un proces- sus d'évolution Nous faisons un pas en arrière chaque fois :3 que nous en faisons deux en avant La plupart des systèmes qui font aujourd'hui l'objet de l'attention existent de- puis des décennies et on ne peut réellement pas signaler de bonds on avant" Une pile aussi bien qu'un accumulateur, ayant une grande énergie et une grande puissance volumique, un bas prix de revient et une grande longévité permettant de nombreux cycles de recharge est nécessaire pour répon- dre au besoin de l'temagasinage d'énergie et assurer le caractère portatif, qui sont des conditions fondamentales de leemmagasinage d'énergie Etant donné qu'on n'a pas fait de bonds en avant pour résoudre des problèmes criti- ques de la technologie existante des accumulateurs, ceux- ci ont qeulement fait l'objet d'une petite fraction de leur usage véritablement possible. Les applications existantes et virtuelles des accumu- lateurs sont trop nombreuses et trop familières pour les énumérer, mais certaines applications ont un intérit par- ticulier pour les accumulateurs Un accumulateur est un élément qui peut *tre rechargé après usage de sorte qu'on peut l'utiliser à nouveau pour fournir de l'énergie électrique Les accumulateurs sont particulièrement utiles dans les applications portatives, par exemple les appareils électroniques portatifs et conviennent particulièrement à l'utilisation de l'énergie solaire ou d'autres générateurs d'électricité tels que des générateurs thermoélectriques, spécialement pour l'utilisation à distance On estime que l'importance du marché des accumulateurs pour les appli- cations de l'énergie solaire et le marché concernant les véhicules électriques sera de quelques centaines de gigavatts-heures d'ici l'an 2000 Bien que l'on ait fait un grand progrès dans la conversion photovoltalque de l'énergie solaire en électricité, il y a peu de progrès dans la technique complémentaire qui est l'emmagasinage d'énergie électrique L'élaboration d'une technologie vé- ritablement économique pour l'emmagasinage d'énergie électrique nous une forme réversible et commode étendrait énormément lea possibilités d'utilisation de la production photovoltaique d'énergie. L'utilisation de véhicules électriques en remplace- ment des carburants fossiles est très importante On estime que plus des deux tiers de notre énergie totale est gaspil- lée et rejetée dans l'environnement, par exemple par l'4- chappement des automobiles ou par lea centrales électri- ques La Commission Spéciale sur l'Energie de Remplacement et les Substitut" du Pétrole de la Chambre des Communes du Canada indique: "Le principal obstacle emp&chant la mise au point d'un véhicule électrique pratique et compéti- tif est l'impossibilité de fabriquer des accumulateurs pou coûteux, fiables, légers, à grande denaité d'4 nergie et durables On connaît actuellement une grande variété de systèmes d'accumulateura mais il n'en est apparu aucun qui aurmonte complètement toutes cea difficultés Les analystes continuent de dire qu'il faut faire un bond en avant dans la technologie des accmumulateura avant que les véhicules électriques ne deviennent compétitif vis-à-vis des voitu- rea classiques sur le marché de l'automobileu. Le Miniatère de l'Energie (DOE) a mis au peint des objectifs pour les véhicules électriquoes L'objectif 1 182 est d'obtenir des accumulateurs d'une capacité de 56 Wh/kg, qui propulseraient un véhicule électrique sur 160 km Les meilleures capacités réalisables commercialement sont celles des accumulateurs plomb-acide et nickel-cadmium, indiquées comme étant de 37 Wh/kg et de 39 Wh/kg, ce qui est bien en dessous de l'objectif du DOE pour 1982 Ces deux types d'accumulateurs représentent environ 90 % du marché On estime qu'une autonomie de 160 km satisferait environ 90 % des besoins de la population urbaine en ma- tière de conduite, mais un sondage récent effectué pour le DOE montre qu'il n'eat pas vraisemblable que les consomma- tours achètent des véhicules électriques en grandes quanti- tés avant que leur autonomie ne soit portée à 320 km Ce chiffre dépasse la gamme des accumulateurs existants, mais il rentre dans les possibilités de l'accumulateur selon l'invention Par exemple, l'accumulateur de linvention peut avoir une grandeur et un poids très réduits tout en produisant encore la puissance désirée, grâce à la grande densité d'emmagasinage d'énergie Cette densité fortement accrue donne lieu à de nouvelles applications des accumu- lateurs qui étaient interdites précédemment parce qu'on ne disposait pas d'une puissance suffisante pour une grandeur et un poids donnés de l'accumulateur. Les composants d'un accumulateur secondaire tel qu'un élément nickelcadmium sont l'anode formée d'un matériau de cadmium et la cathode formée d'un matériau d'hydroxyde de nickel Typiquement, l'anode et la cathode sont espacées dans l'élément-contenant un électrolyte alcalin tel que 101 On charge l'accumulateur en appliquant un courant électrique à l'anode comme l'indique l'équation: Cd(OH)2 + 2 e 4 Cd + 20 H Quand on utilise (décharge) l'accumulateur, la réac- tion inverse se produit, constituant une source d'élec- trons s Cd + 20 H Cd(OH)2 + 2 e Au cours des années, on a mis au point de nombreux systèmes électrochimiques différents pour l'application aux accumulateurs On a étudié par exemple les systèmes zinc- chlorure, nickel-zinc, lithium-sulfure métallique et nickel-hydrogène, mais ils n'ont trouvé que des applica- tions limitées et spécialisées Le système nickel-zinc a une courte durée de cycles et il est coûteux L'accumula- teur zinc-chlorure fonctionne avec des produits chimiques dangereux et comporte un système de recharge très complexe tout en étant coûteux La plupart des systèmes lithium- sulfure métallique ne fonctionnent qu'à de très hautes températures, supérieures à 350 'C Le système nickel- hydrogène est un système à haute pression, grand et coû- teux, utilisé pour certaines applications spécialisées dans l'espace. Chacun des systèmes connus présente un ou plusieurs facteurs notables empêchant son utilisation étendue, par exemple une faible densité d'énergie, de hautes températu- res de fonctionnement, des produits chimiques dangereux et/ou toxiques, des matières ou procédés de fonctionnement coûteux Les systèmes au plomb et au cadmium par exemple posent tous deux des problèmes de rejet et aucun de ces systèmes ne répond même aux objectifs du DOE pour 1982. En outre, il est notoire que les électrodes des accumula- teurs sont sujettes à la corrosion, ce qui limite la longé- vité et la durée de cycles des accumulateurs L'utilisation d'accumulateurs sur une grande échelle pour l'emmagasinage d'électricité est encore entravée à cause des limitations fondamentales de la technologie. On a effectué des recherches portant sur les accumu- lateurs rechargeables par l'hydrogène Toutefois, il n'est pas encore apparu, dans la littérature scientifique ni dans les brevets, une conception fondamentale fournissant une voie acceptable pour l'optimisation de ces accumulateurs. Un exemple de ces efforts est le brevet US 3 874 928 Ces efforts de recherche n'ont pas abouti à une utilisation commerciale de cette technologie des accumulateurs En fait, les résultats de recherches antérieures n'ont pas suggéré d'amélioration notable par rapport au système connu nickel-cadmium et J par suite, ils ont eu pour conséquence que les techniques d'accumulateurs à hydrogène ont été apparemment négligées ou abandonnées. Les accumulateurs utilisant une électrode rechargeable par l'hydrogène fonctionnent d'une façon différente des systèmes plomb-acide et autres systèmes antérieurs L'ac- cumulateur utilise une anode capable d'emmagasiner électro- chimiquement de l'hydrogène de façon réversible et une cathode formée d'un matériau d'hydroxyde de nickel qui est utilisé dans un accumulateur classique L'anode et la cathode sont espacées dans un électrolyte alcalin Lors- qu'on applique un courant électrique à l'anode, la matière d'anode M se charge par absorption d'hydrogène M + H 20 + e b M-H + OH Lors de la décharge, l'hydrogène emmagasiné se libère, assurant un courant électrique >-H + OH -b + H 20 + e Les réactions sont réversibles et c'est aussi le cas des réactions qui se produisent à la cathode Par exemple, les réactions sur une cathode habituelle d'hydroxyde de nickel telle qu'on l'utilise dans un accumulateur rechar- geable par l'hydrogène sont les suivantes charge: Ni(OH)2 + OH -4 Ni OOH + H 20 + e décharges Ni OOH + H 20 + e '-* Ni(OH)2 + OH O L'accumulateur utilisant une anode rechargeable électrochimiquement par l'hydrogène offre d'importants avan- tages virtuels sur les accumulateurs classiques Les anodes rechargeables par l'hydrogène doivent offrir des capacités spécifiques de charge notablement supérieures à celles des anodes en plomb ou des anodes en cadmium, mais les anodes antérieures ne sont pas à la hauteur de cette possibilité à cause des limitations des matières utilisées Ainsi, on pourrait obtenir avec de tels accumulateurs davantage d'énergie électrique par unité de poids, ce qui les ren- drait particulièrement appropriés aux véhicules à accumu- lateurs et à d'autres applications mobiles En outre, les accumulateurs des types plomb-acide et nickel-cadmium sont relativement inefficaces à cause de leur faible capacité d 9 emmagasinage et de leur courte durée de cycles. Les matières utilisées pour l'anode rechargeable par l'hydrogène ont une importance extrame étant donné que l'anode doit accomplir plusieurs fonctions dans le cadre de paramètres de fonctionnement utile pour avoir un cycle charge/décharge efficace La matière doit Stre capable d'emmagasiner efficacement de l'hydrogène pendant la charge avec une décharge spontanée insignifiante Jusqu'à ce qu'on amorce une opération de décharge Etant donné qu'une ré- versibilité complète des réactions charge/décharge est nécessaire, une liaison très stable de l'hydrogène aux points d'emmagasinage de l'anode n'est pas désiré D'autre part, il est indésirable aussi que les liaisons entre les atomes d'hydrogène et la matière de l'anode soient trop instables Si les liaisons sont trop instables pendant la charge, il se peut que les atomes d'hydrogène dissociés ne soient pas emmagasinés par l'anode mais se recombinent pour former de l'hydrogène gazeux, comme dans l'électrolyse de l'eau Cela peut aboutir à de faibles rendements, à une perte d'électrolyte et à une charge inefficace. Les matières d'emmagasinage d'hydrogène qui ont été proposées antérieurement pour l'utilisation comme anode chargeable par lhydrogène pour accumulateurs sont généra- lement limitées à des matières de structure principalement cristalline Dans les matières cristallines, les points actifs catalytiquement résultent d'irrégularités acciden- telles de la surface qui interrompent la périodicité du réseau cristallin Des exemples de ces irrégularités de surface sont les points de dislocation, les échelons de cristaux, les impuretés de surface et les corps étrangers absorbés. Un inconvénient principal de ces matières d'anode basées sur des structures cristallioes est que des irrégu- larités donnant des points actifs ne peuvent ne produire, typiquement, qu'en petit nombre sur la surface d'une matiè- re cristalline Cela entraîne une densité relativement faible de points d'emmagasinage Un fait aussi important est que les pointa disponibles sont de nature accidentelle et ne sont pas créés dans la matière comme ceux de l'in- vention Ainsi, l'efficacité de la matière pour l'emmaga- sinage d'hydrogène et ensuite pour sa libération avec formation d'eau est notablement moindre qu'il ne serait possible si l'on disposait de points plus nombreux et plus variés. Toutes les tentatives antérieures d'utiliser l'hydro- gène dans des accumulateurs ont été sans succès parce que les matières cristallines présentent un ou plusieurs fac- teurs qui empêchent la commercialisation L'invention crée un accumulateur nouveau et perfectionné comportant une électrode formée de matière désordonnée non équilibrée qui ne présente pas les inconvénients et limitations des accumulateurs antérieurs contenant des matières dtélec- trode cristallines. On surmonte les limitations de la technique antérieure, et en particulier celles qui ont entravé l'utilisation sur une grande échelle d'accumulateurs rechargeables par l'hy- drogène en améliorant et en développant, de façon originale et fondamentale, aussi bien qualitativement que quantitati- vement, les caractéristiques de l'électrode à hydrogène en prévoyant des matières désordonnées que l'on peut fabriquer sur mesures, de manière à accroître fortement les carac- téristiques d'emmagasinage réversible d'hydrogène qui sont nécessaires à des applications efficaces et économiques des accumulateurs L'accumulateur supérieur de l'invention atteint un emmagasinage d'énergie à forte densité, une réversibilité efficace, un grand rendement électrique, un emmagasinage d'hydrogène en masse sans modification structurale ni empoisonnement et par suite, une longue durée de cycles et une possibilité de décharge profonde Ces qualités es- sentielles des accumulateurs sont une originalité de l'invention Les matières désordonnées d'électrode sont formées en partant d'éléments légers et peu coûteux, par n'importe quel nombre de techniques qui assurent la formation de phases métastables principalement non équilibrées, entrai- nant les grandes densités d'énergie, les grandes puissan- ces volumiques et les bas prix de revient désirés La ma- tière désordonnée obtenue, peu coûteuse et à grande densi- té d'énergie, permet d'utiliser le plus avantageusement les éléments comme accumulateurs, mais aussi comme piles. Les matières de l'invention ont une densité fortement accrue de points actifs catalytiquement et de point d'em- magasinage en comparaison de matières cristallines à une seule phase et d'autres matières antérieures, ce qui amé- liore les rendements électrochimiques de charge/décharge et assure une plus grande capacité d'emmagasinage d'énergie électrique Les matières sont prévues sur mesures pour permettre l'emmagasinage en masse des atomes d'hydrogène dissociés, avec des forces de liaison rentrant dans la gamme de réversibilité qui convient à l'utilisation dans les accumulateurs La conception sur mesures de l'ordre structural et chimique local des matières de l'invention a une grande importance pour réaliser les caractéristiques désirées. Pour réaliser les caractéristiques améliorées des ano- des de l'invention, on manipule l'ordre chimique local et par suite l'ordre structurel local en incorporant à une matrice de base des éléments modificateurs choisis, pour créer une matière désordonnée désirée La matière désor- donnée présente les configurations électroniques désirées qui donnent un grand nombre de points actifs La nature et le nombre des points d'emmagasinage peuvent être prévus indépendamment des points actifs catalytiquement La matière désordonnée à plusieurs constituants désirée peut être amorphe, polycristalline (mais dépourvue d'ordre de compo- sition à longue distance), ou microcristalline, ou être un mélange intime ou toute association de ces phases La possibilités d'avoir un grand nombre de points et de commander simultanément le type des points actifs est aussi une particularité originale des anodes de l'inven- tion. L'ossature des matières actives d'accumulateur de linvention est une matrice de base à un ou plusieurs élé- menta Les éléments de base sont choisis généralement de manière à être formateurs d'hydrures et peuvent être des éléments légers On modifie le ou les éléments de la ma- trice de base en incorporant des éléments modificateurs choisis qui peuvent être ou non formateurs d'hydrures Les modificateurs peuvent aussi être des éléments légers et augmenter le désordre de la matière, créant ainsi un grand nombre et un large spectre de points actifs catalytiquement et de points d'emmagasinage d'hydrogène Des modificateurs multiorbitaux, par exemple des éléments de transition, assurent un nombre fortement accru de points d'emmagasina- ge par suite des diverses configurations de liaison dispo- nibles, ce qui entra Ine un accroissement de la densité d'énergie La technique de modification visant à fournir une matière non équilibrée présentant un haut degré de dé- sordre donne des configurations originales de liaison, un chevauchement orbital et par suite un spectre de points de liaison Par suite des degrés différents de chevauchement orbital et de la structure désordonnée, il se produit un réarrangement structurel insignifiant pendant les cycles de charge/décharge ou les périodes de repos entre ceux-ci, ce qui entratne une longue durée de cycles et de conser- vation. Les caractéristiques d'emmagasinage d'hydrogène et autres caractéristiques des matières désordonnées de la présente invention peuvent être modifiées de façon réglable, selon la matrice de base choisie et les éléments modifica- teurs et leurs pourcentages relatifs, pour permettre de fabriquer sur mesures les matières d'anode Les anodes résistent à la dégradation par empoisonnement, graâe au nombre accru de points d'emmagasinage et de points actifs catalytiquement, prévus sélectivement, qui contribuent aussi à une longue durée de cycles D'autre part, certaine des points prévus dans la matière peuvent se lier à des espèces empoisonnantes et les désactivent sans influer sur les points actifs pour l'hydrogène Les matières ainsi formées ont une très faible décharge spontanée et par suite une bonne durée de conservation. On peut utiliser les matières désordonnées pour des anodes de diverses configurations et conceptions On peut déposer les matières sous vide, par des techniques de pro- jection, par filage à l'état fondu et par d'autres techni- ques similaires à refroidissement rapide ou bien on peut les fabriquer sous forme de poudre. En conséquence, un premier but de l'invention ost de crier une batterie comprenant un bac, un séparateur et au moins une cathode susceptible d'oxydation réversible, pla- cée à l'intérieur du bac L'accumulateur est caractérisé par au moins un dispositif d'anode destiné à l'absorption et à la désorption réversibles et efficaces d'hydrogbne. Le dispositif d'anode est formé en partant d'une matière désordonnée à plusieurs constituants et a une capacité d'emmagasinage d'hydrogène à forte densité Le dispositif d'anode est placé dans le bac, espacé de la cathode et séparé de la cathode par le séparateur. Un deuxième but de l'invention est de créer une élec- trode chargeable caractérisée par une matière désordonnée à plusieurs constituants La matière comprend une matrice de base comprenant un ou plusieurs éléments et au moins un élément modificateur qui lui est incorporé La matière comprend aussi des moyens permettant la charge par absorp- tion et emmagasinage d'hydrogène et ensuite la décharge d'au moins une partie de l'hydrogène emmagasiné, pour cons- tituer une source d'électrons. On décrira maintenant le mode d'exécution préférentiel 252623 O de l'invention, à titre d'exemple, à propos des dessins annexées ur lesquels la fig 1 est une représentation schématique d'un mode d'exécution de l'accumulateur de l'invention; la fig 2 montre un sycle charge/décharge représenta- tif de l'accumulateur; la fig 3 montre une courbe de capacité d'énergie en fonction de la capacité d'emmagasinage de ltaccumulateur; la fig 4 montre plusieurs courbes de potentiel de décharge en fonction du temps, avec des courbes de ten- sion à circuit ouvert pour certaines matières d'anode désordonnées Ti-Ni de l'invention; la fig 5 montre plusieurs courbes de potentiel de décharge en fonction du temps, avec des courbes de tension à circuit ouvert pour une matière d'anode cristalline Ti-Ni de la technique antérieure; la fig 6 montre plusieurs courbes de potentiel de décharge en fonction du temps avec des courbes de tension à circuit ouvert pour diverses matières Ng Ni de l'invention. L'accumulateur de l'invention est une solution fonda- mentale et originale du problème de l'emmagasinage d'éner- gie électrique et elle atteint un emmagasinage d'énergie à forte densité, une réversibilité efficace, un grand rende- ment électrique, une capacité d'emmagasinage d'hydrogène dans la masse sans modification structurelle notable ni empoisonnement et par suite une longue durée de cycles et une possibilité de décharge profonde L'accumulateur per- fectionné comprend des matières d'électrode désordonnées présentant des environnements chimiques locaux sur mesures qui sont conçus pour donner une grande efficacité de charge et de décharge électrochimiques et un grand débit électri- que de charge La manipulation de l'environnement chimique local des matières est rendue possible par l'utilisation d'une matrice de base que lion peut, selon l'invention, modifier chimiquement par d'autres éléments pour créer 4 uen 4 T 49 uoo au goq Tpeng 094 P Tidoad ver 804 nol e 2 vu T*v 2 "e&p C e 4 u Tod sep qe 4 uemenb T 4 úlv 4 mo 9 j Tlow squ Tod sep oiquou el 49 9 d Xl el quempuedqpu T jepuemmoo 4 ned uo ava ig Tj - Tofde *"Venir inod "OTVPPT seaq T 4 vw Boa puai 04 TJOPP UOT 4 -ue Au Til 013 UO-Fip 413 gemo 4 leip e-4-Tqoelpg uo Tenjj Tp eun Tuanu qemied nuo Tqwjn 2 Tjuoo Boa aud apipuegue 4 we Tnb ouisqu T OC e T"olodo 4 MI *qjq T 4 Vw VI op sauva VI o 4 hoq sump "TMU Gouj -ans el 1 4 uemelnen uou gouit 2 oipliq 6 p oseu Taie 2 emme 4 p 94 U Tod op %a 4 uemonb TI 1 lu 4 vo oj T 4 *v e 4 u Ted op eaqmou puea 2 un BTOJ UT 1 4 ueipue 2 ue nuo Tquang Tjuoo oeei*ATP geo -api Tapp xnwool sonb Ta Tqo squemeuuoi T Aue sel japao -qe ojiTueî% op Z eeluq Tqao *sa oe Au uo Tqouze 4 u T anal avd eapaoupp el e 2 u 4 -UUAVP ae TJTPOU incid *T*Toqo equeuplp cap JOOTTTU qned UO VOT 4 o*je 4 u T&p Pk Jeq Tl anel enup 9 UTITV 4 *Tao q TajPwúq UT jud eep 4 T"IT sud 4 uos au Tnb semo 4 u sep uo T 4 u Touuj 4 op qe Uo Tq Tgod op 6 UO Tq Teod UO 3 op qu OT 4 v Tej op que TA eipaoupp OZ el -eelvll Tqjo senaa A Tp viner op 4 a "quvnlTqvuoo semo 4 vp **Tqv Ta"A vo Tleuuo T*uem Tp Taq suo Tqoujo 4 u T sep quoq Tnepa Tnb se T Ten 4 Tququ T sonb Tuoi 4 ae Tp suo T 4 vjn S Tjuoo sep a To An inod een 5 uoo 4 uos Uo Tque AUTIT op sepuuopionpp agat T 4 vm sel 0 poulesp vej 4 t TlVM sep aplp Tadoid T sel quewî 9 jjoj jejo T Igmu lq aje Tu"m op leuiq 2 oapúqip enb Ta Tqo -oaqoe Tp 02 VU Teu 2 vumes T le quvd To T 4 jvd rnmool sonb Tu Tqo 4 * oin 4 onaq e op o 4u*mouuoa T Aue sep e Tqvjou uo Tqeo Tj Tpom eun Je"TTUPJ op 4 uo Tque Au T 4 T uoles OAT 40 O Tpe UOT 4 v 3 Tj Tpom imd $*Iq T"ood %ne TT goeuqd e Tnes eun -iq e A Tqo Ta 4 sea au T Tlvq 01 -"Tao e Taqpmúo OTT* 4 eun 4 uv 4 uegpjd voie Tqvu sep 4 U" 4 j"opie ux -O Ta 4 pmo Tnogo 4 a UT imd TU eseqd ernes *un 1 UTTTU 49 TZO nuespi np e Ta 4 pmúo ml jud salu Tniquoa sud quos eu selle avo duo T 4 v Tnd Tuum u Tlq 4 ueme Tvpp T queuuo T Auoo 4 nou TT Tv 4 - *T Zo soit T 4 vm sep op T"Ta 4 a enb Tj Tagde ean 4 onalo v T op *a - ueigii Tp ni isaguuopioupp opoaqoelpap sej 4 T 4 u M sel eue 2 ojpúqtp e"vu Tgv 2 vumeip squ Tod op Tuenu 49 oui Sojp Xq T op uo Tqe Toous Tp MI anod quem -onb T 4 Xlm 4 vo oj T 4 o Q S 4 u Tod op enjoov 4 ueme 4 aoj pq Teuep eun offlzsz pas seulement une différence quantitative importante mais modifient qualitativement les matières de sorte que, comme le montrent les résultats, on obtient des matières nouvelles et originales. Le désordre de la matière modifiée peut être de nature atomique, sous la forme d'un désordre de composition ou de configuration prévu dans toute la masse de la matière ou dans de nombreuses régions de la matière On peut aussi introduire le désordre dans la matrice de base en créant au sein de la matière des phases microscopiques qui imitent le désordre de composition ou de configuration au niveau atomique en vertu de la relation entre une phase et une autre Par exemple, on peut créer des matières désordonnées en introduisant des régions microscopiques présentant une ou des sortes différentes de phases cristallines, ou en introduisant des régions d'une ou plusieurs phases amorphes, ou en introduisant des régions d'une ou plusieurs phases amorphes en plus de régions d'une ou plusieurs phases cris- tallines Les interfaces entre ces diverses phases peuvent constituer des surfaces qui sont riches en environnements chimiques locaux assurant de nombreux points désirables pour l'emmagasinage électrochimique d'hydrogène. Les matières désordonnées de l'invention présentent toutes moins d'ordre que les structures cristallines très ordonnées qui constituent les matières à une seule phase telles qu'on les utilise pour nombre des anodes antérieures. Les types de structures désordonnées qui assurent les en- vironnements chimiques structuraux locaux en vue de meil- leures caractéristiques d'emmagasinage d'hydrogène selon l'invention comprennent des matières polycristallines à plusieurs constituants dépourvues d'ordre de composition à longue distance, des matières microcristallines, des ma- tières amorphes comportant une ou plusieurs phases ou des matières à plusieurs phases contenant à la fois des phases amorphes et cristallines, ou des mélanges de ces matières. Un avantage d'utiliser ces matières désordonnées est qu'avec celles-ci, les points d'emmagasinage peuvent ftre distribués dans toute la masse de la matière D'autre part, les matières désordonnées peuvent être conçues de manière à avoir la porosité désirée, qui peut augmenter encore la capacité d'emmagasinage et le régime de charge/ décharge Dans une structure cristalline, les points d'em- magasinage sont limités à des irrégularités accidentelles relativement peu nombreuses, apparaissant sur les surfaces de la matière Dans une matière désordonnée modifiée, l'emplacement des points d'emmagasinage n'est pas seulement limité aux surfaces de la matière Contrairement aux struc- tures cristallines, les matières de l'invention présentent un désordre tridimensionnel avec des points d'emmagasinage distribués dans toute la masse de la matière Ils assurent une surface spécifique notablement accrue qui ne dépend pas simplement de la présence de fissures, de cavités et de limites de grains Les matières désordonnées de 1 'in venti n ont une densité fortement accrue de points d'emmagasinage -20 et de points actifs catalytiquement qui assurent une amé- lioration notable de l'absorption *t de la désorption d'hy- drogène, aussi bien en ce qui concerne la quantité d'hy- drogène emmagasiné, que l'efficacité d'emmagasinage pendant la charge Les points actifs catalytiquement diminuent la surtension de charge et de décharge et par suite, pratique- ment toute l'énergie utilisée pendant la charge aboutit efficacement à un emmagasinage d'hydrogène dans la masse de la matière La densité de points d'emmagasinage est un facteur important pour permettre une capacité relativement grande d'emmagasinage d'hydrogène pour la charge électro- chimique, de sorte que ces matières conviennent à des appli- cations à forte densité d'énergie, par exemple à l'alimen- tation de véhicules fonctionnant sur accumulateurs. Un autre avantage des matières désordonnées de l'in- vention est qu'elles résistent beaucoup mieux à l'empoisonnement Comme on l'a dit plus haut, les matières de l'invention présentent une densité beaucoup plus grande de pointe actifs catalytiquement Ainsi, on peut sacrifier un certain nombre de ces points pour les espèces empoison- nantes, tandis que le grand nombre de points actifs non empoisonnés reste encore pour continuer d'assurer les caractéristiques désirées d'emmagasinage entièrement réver- sible d'hydrogène En outre, certains des poisons s'inac- tivent en se liant à d'autres points, sans influer sur les points d'emmagasinage catalytique d'hydrogène. Un autre avantage de la matrice de base de l'invention est que l'on peut la modifier dans une gamme pratiquement continue de pourcentages variables d'éléments modificateurs. Cette possibilité permet de manipuler la matrice de base par des modificateurs pour réaliser sur mesures les matières d'emmagasinage d'hydrogène avec toutes les caractéristiques désirables, c'est-à-dire un grand rendement de charge/dé- * charge, un haut degré de réversibilité, un grand rendement électrique, une longue durée de cycles, un emmagasinage d'énergie à forte densité, l'absence d'empoisonnement et une modification structurelle minimale Cela s'oppose aux matières cristallines à une seule phase à plusieurs cons- tituants qui ne présentent généralement qu'une gamme de stoechiométrie très limitée Il n'est donc pas possible d'obtenir une gamme continue de commande de modification chimique et structurelle pour optimiser les qualités de ces matières cristallines. On se réfèrera maintenant à la fig 1 qui est une représentation schématique d'un accumulateur 10 selon l'in- vention L'accumulateur 10 comprend un bac 12 qui peut être fermé hermétiquement et/ou comprendre un évent 14 L'accu- mulateur 10 comprend une anode 16 formée des matières dé- sordonnées de l'invention et une cathode 18 qui peut être une cathode classique d'hydroxyde de nickel L'anode 16 et * 35 la cathode 18 sont séparées par un séparateur 20 qui peut aussi être un séparateur classique comme ceux que l'on utilise dans les systèmes nickel-cadmium L'accumulateur contient aussi un électrolyte 22 tel que KOH Les di- mensions et les configurations de l'accumulateur 10 et des électrodes 16 et 18 dépendent de l'application et ils peuvent avoir toute forme, grandeur, capacité etc comme on le désire. La fig 2 illustre un cycle charge/décharge représen- tatif de l'accumulateur 10 La différence entre les ten- sions de charge et de décharge à chaque profondeur de dé- charge montre un rendement de charge remarquablement bon. Par exemple, à une profondeur de décharge de 40 % ( 0,4),F la différence est seulement d'environ 0,075 v Il faut noter que le cycle de décharge peut se faire à n'importe quel régime, selon l'application désirée et ici on a choisi un régime de 50 m A/g Toutefois, on choisit le régime de charge de manière à maximiser l'efficacité de formation d'hydrides et on a choisi 25 m A/g, ce qui est un régime très élevé. La fig 3 représente la capacité d'énergie théorique calculée de l'accumulateur 10 en fonction de la capacité d'emmagasinage de l'anode 16 lorsqu'on utilise une cathode habituelle 18 Etant donné que le rendement de la cathode de nickel ne varie pas, il devient le facteur limitatif dans l'accumulateur 10 Cependant, seule une anode 16 ayant une capacité d'emmagasinage de 3 % est capable de réaliser une capacité d'énergie de 114 Wh/kg On peut s'attendre à ce que les matières de l'invention dépassent une telle va- leur de capacité d'énergie qui est suffisante pour propul- ser un véhicule sur 320 km. Préparation de la matière d'anode On prépare un certain nombre d'anodes 16 conformément aux enseignements de l'invention Le procédé choisi pour la sélection initiale de la matière est la coprojection Le procédé de coprojection est avantageux pour l'optimisation de la matière car c'est un procédé relativement rapide de fabrication de différentes sortes de matières modifiées, permettant ainsi une sélection rapide des diverses matières pour déterminer leurs caractéristiques La projection peut aussi être un procédé désirable de préparation des matières parce qu'elle se pr Ote à la fabrication des matières désor- données non équilibrées et permet un mélange intime de l'élément de matrice de base et des éléments modificateurs à l'échelle atomique de sorte qu'il peut facilement se produire une modification chimique d'ordre local Bien que les techniques de projection soient décrites en détail, n'importe lesquelles des techniques apparentées à refroi- dissement rapide, en masse et en poudre, qui aboutissent aux matières désordonnées et non équilibrées désirées, sont aussi applicables et rentrent dans le cadre de l'in- vention. On prépare les matières en utilisant soit une unité de projection R D Mathis soit un système de projection à magnétron Sloan SL 1800 Un avantage du système Sloan sur -20 l'unité Mathis est qu'il peut recevoir plus d'une cible et qu'à chaque élément projeté peut être affectée une cible séparée L'unité Mathis est une unité à une seule cible et pour réaliser la projection de plus d'un élément, la cible est formée de multiples éléments Ainsi, la cible Mathis est formée d'une base d'éléments hôte à laquelle sont rat- tachées des sections d'éléments modificateurs désirés. On place un ou plusieurs substrats minces en nickel dans la chambre à vide de la machine de projection utilisée. On notera que l'on peut aussi utiliser d'autres substrats convenablement conducteurs tels que le titane, le graphite, l'acier doux, l'acier deux plaqué de nickel ou d'autres matières Pendant le dépôt, on maintient les substrats à une température relativement basse, de 130 à 1500 C, pour assurer la formation des matières désordonnées désirées. On fait le vide dans la chambre jusqu'à une pression de base qui est typiquement d'environ 1 x 106 torr Typique- ment, on introduit de l'argon dans la chambre à une pres- sion partielle d'environ 6,0 x 10-3 torr Toutefois, il faut noter qu'il peut être avantageux d'effectuer une pro- jection réactive dans un gaz contenant de l'hydrogène, par exemple 1 à 5 % d'hydrogène Les pourcentages relatifs des éléments contenus dans les matières déposées conjoin- tement sur le substrat sont réglés de différente façon selon la machine de projection utilisée Sur la machine Sloan, on règle les pourcentages relatifs en faisant varier la grandeur de flux magnétique associée à chaque cible et avec le Mathis, on règle la composition des matières par leur position par rapport à la cible. On essaie plusieurs des matières pour l'utilisation comme anodes rechargeables par l'hydrogène 16 dans des accumulateurs de diverses configurations mais dont le fonc- tionnement est pratiquement équivalent à celui de l'accu- mulateur 10 En outre, on effectue aussi des essais d'anode dans une demicellule en utilisant comme électrolyte KOH 4 X à la température ambiante, saut indication contraire. On charge électrochimiquement les anodes d'hydrogène en maintenant le potentiel d'électrode à environ -1,2 v rela- tivement à une électrode de référence Hg/Eg O pendant envi- ron 10 minutes Après la charge, on débranche l'anode et on mesure la tension à circuit ouvert de la cellule On fait passer à travers l'électrode un courant anodique de décharge constant, par exemple 0,1 m A et on enregistre la tension de l'anode par rapport à l'électrode de référence pendant le temps de décharge Quand la tension d'électrode s'abaisse à moins de -0,76 V, on met fin au cycle de dé- charge La tension de coupure de -0,76 V est choisie arbi- trairement, mais il faut noter que dans beaucoup d'appli- cations des accumulateurs, il existe une limite inférieure de tension similaire en dessous de laquelle le fonctionne- ment cesse, nécessitant ainsi une recharge avant une nouvelle utilisation de l'accumulateur. Sur la base de ces mesures, on calcule la capacité électrique d'emmagasinage de chaque anode En outre, étant donné que l'on mesure les potentiels de décharge sur un laps de temps, la cinétique de la décharge peut être déter- minée Outre les essais électriques, on fait d'autres mesures Celles-ci comprennent la capacité d'emmagasinage d'hydrogène en pourcentage en poids sur les matières intro- duites, que l'on calcule en divisant le poids d'hydrogène emmagasiné par la somme des poids de la matière et de l'hydrogène emmagasiné dans celleci On détermine aussi la composition chimique des matières d'anode par spectros- copie de dispersion d'énergie Toutes les compositions chimiques sont données en pourcentages atomiques. TABLEAU I Qualités pratiques de diverses anodes à la température ambiante Composition Densité de Capacité spéci H emmagasiné, courant, fique, MA/g mh/g % en poids Ti 80 si 20 250 300 1,1 Ti 75 Ni 25 250 188 0,69 Ti 69 Ni 31 167 154 0,58 Ni 65 Mg 35 88 143 0,52 N 5 M N 55 45 50 199 0,73 Ni,2 Ni> 8 Mg 52 Ni 48 94 161 0,60 Ni 52 Xg 48 50 566 2,1 Le tableau I montre les résultats d'essais de quelques esxemples représentatifs des matières d'anode de l'invention. Une série de matières utilise une matrice de base en titane modifiée par l'incorporation de nickel On trouve que la tension à circuit ouvert de ces matières est typiquement de -0,93 v par rapport à Hg/Hg O Comme on peut le voir, les matières ayant la plus forte teneur en Ti assurent les plus grandes capacités spécifiques et les plus grands pourcentages d'emmagasinage d'hydrogène pour cette série. Il faut noter qu'aucune des matières de la série essayée n'approche de la limite théorique de 2 atomes d'hydrogène par atome de Ti, ce qui montre qu'il est possible d'aug- menter encore la capacité d'emmagasinage en optimisant ces matières, par exemple en ajoutant des éléments modifica- teurs légers, énumérés ci-après On détermine la capacité spécifique en déchargeant jusqu'à -0,76 V, comme indiqué plus haut On peut obtenir de plus grandes capacités spéci- fiques en déchargeant simplement jusqu'à un potentiel inférieur. Plusieurs courbes de décharge sont représentées à la fig 4 pour trois matières Ti Ni de l'invention On voit que la densité de courant et la longueur du cycle de décharge des matières augmentent lorsqu'on augmente la teneur en Ti. Les matières non optimisées de l'invention assurent de longs cycles de fonctionnement à de fortes densités de cou- rant Les tiretés représentent les tensions à circuit ou- vert à diverses profondeurs de décharge et indiquent un résultat très stable En outre, ce qui est très important, on voit que les matières ont d'excellentes caractéristiques de polarisation qui sont pratiquement uniformes Chacune des matières présente une très petite différence entre la tension initiale de décharge et la tension à circuit ouvert. Cette très petite différence illustre le fonctionnement très efficace des anodes, d à la forte densité de points actifs catalytiquement. A titre de référence, on peut comparer le système Ti Ni de la fig 4 à la matière cristalline Ti Ni de la tech- nique antérieure, illustrée par la fig 5 L'anode de la technique antérieure, à une densité de courant de 100 m A/g. fonctionne à des tensions relativement basses qui tombent d'environ 840 'm V à environ 760 m V en moins de 15 minutes. A titre de comparaison la matière Ti 8 Ni 20 non optimisée de l'invention assure une densité de courant 2,5 fois plus grande, en fonctionnant à des potentiels plus élevés qui diminuent plus graduellement, et assure un potentiel supé- rieur à 760 m V pendant environ 80 mn, soit plus de 5 fois plus longtemps que l'anode antérieure, déchargée à m A/g La comparaison des fig 4 et 5 montre aussi la polarisation améliorée des matières de l'invention Les matières antérieures présentent une surtension très supé- rieure, méme à un régime de décharge de 50 m A/g et elles augmentent de façon frappante lorsque le régime de décharge est porté à 100 m A/g L'inefficacité catalytique des ma- tières antérieures est donc illustrée de façon frappante. Le Tableau I montre aussi une série de matières Ni Mg formées avec une teneur variable en Mg et qui donnent aussi d'excellents résultats Les trois premières matières repré- sentatives sont préparées de la façon décrite plus haut, mais la quatrième matière présente les meilleurs résultats. On prépare cette matière de manière à obtenir une struc- ture pratiquement amorphe, très désordonnée, que l'on ob- tient en déposant la matière à une température de substrat notablement inférieure à 50 C Cela entraîne un accroisse- ment notable de la densité de points d'emmagasinage Les tensions à circuit ouvert des matières Ni Ng sont aussi très bonnes, environ 0,93 V par rapport à l'électrode de réfé- rence Hg/Hg O Des courbes de décharge de certaines des ma- tières désordonnées Ni Mg sont représentées par la fig 6. Ces matières ont aussi des caractéristiques de polarisa- tion nettement meilleures que les matières antérieures La courbe 52 % Mg est une courbe de décharge continue sans lecture de tension à circuit ouvert. D'autres matières essayées sont aussi appropriées à l'utilisation comme matière d'anode pour l'accumulateur rechargeable par l'hydrogène Par exemple, une matrice de 252623 O base modifiée par le nickel donne une tension à circuit ouvert d'environ 0,93 V par rapport à Hg/Hg O D'autres éléments hôtes qui peuvent convenir particulièrement aux matières d'anode de l'invention comprennent Zr, Nb, La, Si, Ca, Sc et Y Chacun des éléments hôtes doit de préfé- rence être formateur d'hydrure et il peut aussi s'agir d'éléments légers On appelle ici "élément léger" tous les éléments qui ont un nombre atomique de 22 ou en dessous. Les modificateurs ajoutés à l'élément hôte ou aux éléments hêtes peuvent comprendre Cu, Mn, C, Fe, Ni, A 1, Co, Mo, W, Li et Re Les modificateurs peuvent aussi atre des forma- teurs d'hydrures. En outre, bien que les matières représentatives es- sayées soient des compositions binaires, les matières de l'invention n'y sont pas limitées et on peut aussi former des combinaisons de trois éléments ou davantage, telles que Mg Ni Cu, Ti Ni Cu, Ti Ni Mg, Ng Fe Al, etc Les modificateurs choisis pour augmenter le désordre des éléments de matrice de base peuvent étre des éléments légers et ils augmentent le nombre de points actifs catalytiquement et de points d'emmagasinage et par suite la résistance à l'tempoisonne- ment Cet alliage aboutit à un plus grand désordre, auslsi bien de position et de translation alors que ni l'un ni l'autre ne sont possibles dans une matière liée stoechiomé- triquement ou contrainte périodiquement On a trouvé aussi, en essayant les matières de l'in- vention, que d'excellents rendements de charge/décharge sont possibles Par exemple, on charge une matière d'anode de composition approximative Mg 40 Ni 60 en appliquant une tension de 1,43 V La tension à circuit ouvert résultant de la tension de charge de 1,43 V est de 1,4 V, ce qui démontre encore le très grand rendement de charge de l'ac- cumulateur. On a essayé certaines des matières de l'invention a une température élevée d'électrolyte, soit 70 C A la température plus élevée, la capacité d'emmagasinage causée électrochimiquement est accrue et on trouve que les qua- lités de décharge sont améliorées Chose plus importante, le fonctionnement à de plus hautes températures montre que les matières ont un large intervalle de température de fonc- tionnement et sont capables de capacités d'emmagasinage très supérieures et d'un meilleur résultat de charge/dé- charge Par exemple, une matière Ti 75 Ni 2,5 ayant une capa- cité spécifique de 188 m Ah/g à 20-C présente, à 70 C, un accroissement à 475 m Ah/g Egalement l'exemple Mg 52 Ni 48, essayé à 50-C, présente un accroissement de capacité spé- cifique à 240 m Ah/g Ainsi, en optimisant les matières par la technique de modification, on peut obtenir de nou- velles améliorations des qualités de l'accumulateur L'ac- cumulateur 10 a donc aussi un large intervalle de tempé- rature de fonctionnement, contrairement aux systèmes au lithium qui sont généralement des systèmes à haute tempé- rature, et aux systèmes nickel-cadmium qui fonctionnent généralement en dessous de 50 C. Il faut noter que l'essai à 700 C donne aussi l'indi- cation d'une très bonne durée de conservation des anodes, carnormalement, le fonctionnement à des températures éle- vées accélère la dégradation des électrodes classiques d'accumulateur Cependant, les matières fortement désordon- nées de l'invention ne présentent aucun signe de dégrada- tion après un essai à 70 C La température de 70 e C a été choisie arbitrairement et n'est pas une limite supérieure. La stabilité chimique des matières désordonnées de l'in- vention est excellente aussi, car les électrodes essayées dans l'électrolyte 1 OH ne montrent aucun signe de dégrada- tion après de nombreux cycles charge/décharge La résistan- ce à la dégradation est attribuée à la structure désordon- née des matières ainsi qu'à leur propriété de supporter des cycles charge/décharge sans modification structurelle. On a déchargé certaines des batteries pratiquement jusqu'à la tension zéro, puis on les a rechargées et elles ne présentaient aucune dégradation permanente et avaient une tension de décharge profonde. Il faut noter aussi que les matières de l'invention sont capables d'absorber de l'hydrogène lorsqu'on soumet l'électrode à une atmosphère d'hydrogène gazeux à des tem- pératures élevées L'hydrogène gazeux se dissocie cataly- tiquement et se lie chimiquement aux points actifs d'emma- gasinage On peut alors décharger dans un accumulateur la matière d'anode désordonnée chargée, ainsi obtenue, pour assurer une source d'électrons comme expliqué en détail plus haut Ce procédé de charge de l'électrode peut offrir certains avantages pratiques. Bien que les anodes décrites soient formées d'une ma- tière désordonnée pratiquement homogène, les anodes peuvent aussi être formées avec une structure à plusieurs cou- ches La structure d'anode peut comprendre une masse formée d'une matière désordonnée présentant un grand nombre de points d'emmagasinage et portant une mince couche extéri- eure, par exemple de 1 à 5 >m, d'une deuxième matière dé- sordonnée La matière de couche extérieure est conçue pour présenter un nombre appréciable de points actifs catalyti- quement, de manière à assurer une basse surtension pendant les cycles charge/décharge. En outre, étant donné la nature complètement réversible de l'accumulateur, les caractéristiques d'absorption et de désorption d'hydrogène restent pratiquement constantes Le potentiel de l'accumulateur en tout point de chaque cycle de désorption ou de décharge est directement lié à l'état de charge de l'accumulateur, puisque le potentiel varie p*e- dant tout le cycle de désorption Donc, on obtient facilement la quantité de charge restant dans l'accumulateur. Bien que l'on ait décrit l'invention à propos de modes d'exécution déterminée, le praticien normal comprendra que l'on peut y apporter des modifications sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Accumulateur comprenant un bac, un séparateur et au moins une cathode capable d'oxydation réversible et placée dans le bac, caractérisé par au moins un dispositif d'anode ( 16) destiné à une absorption et à une désorption réversibles et efficaces d'hydrogène, le dispositif d'anode étant formé d'une matière désordonnée à plusieurs consti- tuants, le dispositif d'anode ayant une grande capacité d'emmagasinage d'hydrogène, le dispositif d'anode étant placé dans le bac ( 12) et espacé de la cathode ( 18), le dispositif d'anode étant séparé de la cathode par le sépa- rateur ( 20). 2 Accumulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'anode ( 16) comprend des moyens permettant d'emmagasiner de l'hydrogène dans toute la masse de la matière désordonnée. 3 Accumulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'anode ( 16) comprend des moyens servant à inhiber l'empoisonnement des caractéristiques d'absorption et de désorption d'hydrogène. 4 Accumulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière désordonnée comprend au moins un élément léger. Accumulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'anode ( 16) comprend des moyens assurant une forte densité de points d'emmagasinage pour l'emmagasinage d'une grande quantité d'hydrogène et des moyens assurant une forte densité de points actifs cataly- tiquement, ces moyens étant conçus indépendamment les uns des autres. 6 Accumulateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les points d'emmagasinage sont prévus dans au moins une première partie du dispositif d'anode ( 16) et que les pointe actifs sont prévus au moins dans une deuxième partie du dispositif d'anode. 7 Accumulateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la première partie du dispositif d'anode ( 16) est pratiquement enfermée par la deuxième partie. 8 Accumulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'anode ( 16) comprend des moyens permettant d'électrolyser l'eau pour former de l'hydrogène, des moyens permettant d'emmagasiner simultanément l'hydro- gène formé et des moyens permettant d'engendrer de l'éner- gie électrique en partant de l'hydrogène emmagasiné. 9 Accumulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'anode ( 16) comprend des moyens servant à indiquer la quantité restante d'hydrogène emmaga- siné pendant la totalité de chaque cycle de décharge. Accumulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière mentionnée comprend au moins un élé- ment de transition. Il Accumulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière désordonnée est une matière à plusieurs constituants, pratiquement polycristalline, dépourvue d'ordre de composition à longue distance. 12 Accumulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière désordonnée est une matière pratique- ment microcristalline. 13 Accumulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière désordonnée est un mélange de régions de phase polycristalline ou microcristalline et de régions de phase amorphe. 14 Accumulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière désordonnée est une matière amorphe contenant au moins une phase amorphe. Accumulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière désordonnée est un mélange de phases microcristalline et polycristalline. 16 Accumulateur selon la revendication 1, caractérise en ce que la matière comprend au moins un élément h 8 te choisi dans le groupe comprenant Mg, Ti, V, Zr, Nb, La, Si, Ca, Sc et Y. 17 Accumulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière comprend au moins un élément modifi- cateur choisi dans le groupe comprenant Cu, Mn, Fe, Ni, Al, Mo, W, Li, Re ou Co. 18 Accumulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière présente des phases et configurations métastables non équilibrées. 19 Accumulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière comprend au moins un élément forma- teur d'hydrure. Electrode chargeable caractérisée par une matière désordonnée à plusieurs constituants comportant une matrice de base comprenant un ou plusieurs éléments et au moins un élément modificateur incorporé à la matrice, cette matière comprenant des moyens permettant de la charger par absorp- tion et emmagasinage d'hydrogène et ensuite de décharger au moins une partie de l'hydrogène emmagasiné pour créer une source d'électrons. 21 Electrode selon la revendication 20, caractérisée en ce que les moyens de charge comprennent des moyens per- mettant d'emmagasiner de l'hydrogène dans toute la masse de la matière désordonnée. 22 Electrode selon la revendication 20, caractérisée en ce que l'élément modificateur est un élément de tran- sition. 23 Electrode selon la revendication 20, caractérisée en ce que les moyens de charge comprennent des moyens per- mettant d'inhiber l'empoisonnement des caractéristiques d'absorption et de désorption d'hydrogène. 24 Electrode selon la revendication 20, caractérisée en ce que la matière désordonnée comprend au moins un élément léger. 25 Electrode selon la revendication 20, caractérisée en ce que les moyens de charge comprennent des moyens assurant une forte densité de points d'emmagasinage pour emmagasiner une grande quantité d'hydrogène et des moyens assurant une forte densité de points actifs catalytiquement, ces moyens étant prévus indépendamment les uns des autres. 26 Electrode selon la revendication 25, caractérisée en ce que les points d'emmagasinage sont prévus dans au moins une première partie des moyens de charge et que les points actifs sont prévus dans au moins une deuxième par- tie des moyens de charge. 27 Electrode selon la revendication 26, caractérisée en ce que la première partie des moyens de charge est pra- tiquement enfermée par la deuxième partie. 28 Electrode selon la revendication 20, caractérisée en ce que les moyens de charge comprennent des moyens per- mettant d'électrolyser l'eau pour former de l'hydrogène, des moyens permettant d'emmagasiner simultanément l'hydro- gène formé et des moyens permettant d'engendrer de l'éner- gie électrique en partant de l'hydrogène emmagasiné. 29 Electrode selon la revendication 20, caractérisée en ce que les moyens de charge comprennent des moyens servant à indiquer la quantité restante d'hydrogène emma- gasiné pendant la totalité de chaque cycle de décharge. Electrode selon la revendication 20, caractérisée en ce que la matière désoedonnée est une matière à plu- sieurs constituants, pratiquement polycristalline, dépour- vue d'ordre de composition à longue distance. 31 Electrode selon la revendication 20, caractérisée en ce que la matière désordonnée est une matière pratique- ment microcristalline. 32 Electrode selon la revendication 20, caractérisée en ce que la matière désordonnée est un mélange de régions à phase polycristalline ou microcristalline et de régions à phase amorphe. 33 Electrode selon la revendication 20, caractérisée en ce que la matière désordonnée est une matière amorphe contenant au moins une phase amorphe. 34 Electrode selon la revendication 20, caractérisée en ce que la matière désordonnée est un mélange de phases microcristalline et polycristalline. Electrode selon la revendication 20, caractérisée en ce que la matière désordonnée comprend au moins un élé- ment modificateur choisi dans le groupe comprenant Ni, Cu, Mn, Fe, Al, Mo, W, Li, Re ou Co. 36 Electrode selon la revendication 20, caractérisée en ce que la matrice de base comprend au moins un élément choisi dans le groupe comprenant Mg, Ti, V, Zr, Nb, La, Si, Ca, Sc et Y. 37 Electrode selon la revendication 20, caractérisée en ce que la matière désordonnée comprend des phases et configurations métastables non équilibrées. 38 Electrode selon la revendication 20, caractérisée en ce que la matrice de base comprend au moins un métal de transition. 39 Electrode selon la revendication 20, caractérisée en ce que la matrice de base comprend au moins un élément formateur d'hydrure.