Piles à combustible : l’hydrogène, nouvelle source d’énergie

Résumé du document

Pourquoi l'hydrogène?
C'est l'atome le plus abondant sur Terre
H2 brûle sans polluer ni émettre de CO2
Production simple tant à l'échelle industrielle que locale.
Haut pouvoir énergétique: 1 kg d'hydrogène permet d'obtenir 3 fois plus d'énergie que 1 kg d'essence

Extraits

[...] = 130 km/h - autonomie = 350 km - 1550 kg Compacité : 1.5 kW/L 1kW/kg Ahmed Rendement sup 55% en charge partielle < number > Concept car 207 CC Epure 2004.jpg2000.jpg2003.jpg Pollution ise_h2ice_bus_emissionsvfvf.png Comparaison Electrique Thermique Autonomie 400 km 500 km Temps de recharge Qq minute Qq minute Pollution de l'air Nulle Importante Mécanique interne Moteur Contrôleur Pile à combustible Moteur Batterie Carburateur Pot d'échappement Filtre à huile et à air romain < number > Eléments économiques Rentabilité par rapport aux véhicules thermiques 6 ans Dépenses d'entretien - Nombre de kilomètres parcourables 1 million (soit 3 fois plus qu'un thermique) Applications stationnaires Ahmed < number > hesii.jpg[-- Image: BLOGGER_PHOTO_ID_5031908102452841794 --]http://bp0.blogger.com/_5rGQnBYZbTE/RdTtwk0cjUI/AAAAAAAAAG4/60UYw6MJemI/s200/untitled.bmp Applications miniaturisées Modularité des piles à combustible. Piles de très petite taille avec seulement une petite surface. Autonomie plus grande: 3 à 10 fois supérieures aux batteries standard pour le même encombrement Il suffit que le réservoir soit alimenté en hydrogène ou méthanol sous forme d'une capsule. [...]

[...] Principe de fonctionnement Réaction d'oxydoréduction : Anode : H2  2H+ + 2 K : 2H+ + ½O2+ 2  H2O Bilan : 2 H2 + O2  2 H2O + Chaleur romain < number > Différents types de PAC Se distinguent principalement par : - Nature de l'électrolyte - Température de fonctionnement Applications Mobiles : PAC embarquée (automobiles) Stationnaires : production individuelle ou collective Portables : PAC miniaturisée (téléphones) Applications mobiles Motorisation : - type : électrique - puissance nominale : 40 kW - couple max. : 180 Nm Pile à combustible GENEPAC 20 : Pmax = 20 kW Réserve d'hydrogène : - 15 L x 5 bouteilles à 700 bars - masse tot. [...]

[...] Avantage de ne rejeter du CO2 que sur le lieu de production et non pas partout comme c'est le cas pour les autres procédés: possibilité de piéger le CO2 sur les quelques usines de production Electrolyse de l'eau Anode : 2H2O  O2+4H++4e- Cathode : 4H++4e-  2H2 H2O  H2 + 1/2 O2 Non-émettrices de CO2 Onéreuse : 3 à 4 fois plus chère schemas_electrolyse_h2o.jpg Electrolyse : Coute 3 à 4 fois + cher que la production par reformage du gaz naturel Dissociation=Thermochimique actuellement à l'étude Réacteur de nouvelle génération censés être prêts en 2030-2040 < number > A partir de la biomasse Gazéification, qui permet d'obtenir un gaz de synthèse (Co + puis purification Utilisation de bactéries ou de micro-organismes Faible émission de CO2 Mais, fort coût de revient Cette solution est attrayante car la quantité de CO2 émise au cours de la conversion de la biomasse en hydrogène est à peu près équivalente à celle qu'absorbent les plantes au cours de leur croissance ; l'écobilan est donc nul < number > Eléments économiques Sources primaires d'énergie Coût (€/GJ) Essence 4 Gaz Naturel 2,8 Hydrogène Vaporeformage Gaz Naturel 5 à 8 Oxydation partielle 7 à 11 Vaporeformage Naphta 9,4 Gazéification Charbon 10 à 12 Gazéification Biomasse 9 à 17 Electrolyse Réseau 25 Photovoltaïque 37 à 76 Eolien 30 à 46 Ahmed < number > Problématique du stockage: Gaz à faible masse volumique  stockage sous pression pour avoir une quantité importante. Problèmes: Inflammable à l'air très facilement en cas de microfuite. [...]

[...] Plan : Caractéristiques de l'hydrogène Production de l'hydrogène Stockage de l'hydrogène Pile à combustible: Fonctionnement Applications Pourquoi l'hydrogène? Vers une source d'énergie continue, propre et durable Atome le plus abondant sur Terre H2 brûle sans polluer ni émettre de CO2 Production simple tant à l'échelle industrielle que locale. Haut pouvoir énergétique: 1 kg d'hydrogène permet d'obtenir 3 fois plus d'énergie que 1 kg d'essence Abondant : Dans l'eau des lacs, des rivières, des océans; dans les combustibles fossiles Ahmed < number > Haut pouvoir énergétique Défauts de l'hydrogène Inflammabilité Volatilité donc difficile à stocker Modes de production A partir des énergies fossiles 95% de la production mondiale Par électrolyse de l'eau A partir de la biomasse Produit pr l'industrie chimique pr produire ammoniac, méthanol et pétrochimique pr le raffinage du pétrole 50 millions de tonnes par an romain soit de la demande mondiale d'énergie primaire < number > A partir des énergies fossiles Vaporeformage du gaz naturel : CH4 + H2O CO + 3H2 (800°-900°) CO + H2O CO2 + H2 (200°-400°) Méthode la moins chère. [...]