III.1 - Le stockage de l’hydrogène

Sachant que 4 kg d’hydrogène étaient nécessaires a l’avancement d’un véhicule dans les mêmes termes qu’un véhicule à essence, nous utiliserons donc ces 4 kg pour avoir une valeur de référence et de base pour une comparaison.

L’hydrogène peut se stocker sous deux formes : sous forme moléculaire et sous forme atomique.

A) Forme moléculaire

1) Sous forme gazeuse

Dans la nature, l’hydrogène se trouve à l’état gazeux avec une densité de 0.09 kg/m3. Pour pouvoir contenir 8kg de dihydrogène, un réservoir devrait alors faire environ 45m3. A titre de comparaison, avec un réservoir à essence actuel, on pourrait parcourir, au mieux, 600m. Mais, aujourd’hui, grâce à la technologie et à l’avancée de la science, nous savons fabriquer des réservoirs qui maintiennent l’hydrogène à une pression de 200 bars, ce qui fait que la densité est de 11 kg/m3 et ce qui réduit le volume des 4kg d’hydrogène à 360 litres.

2) Sous forme liquide

Sous une forme liquide, la densité du dihydrogène grimpe à 70.8 kg/m3, ce qui voudrait dire que l’on pourrait stocker les 4kg de dihydrogène dans un réservoir de 60 litres, ce qui est une taille comparable à celui des voitures à essence actuelles. Seul bémol: pour être à l’état liquide, le dihydrogène doit être maintenu a -253°C mais malheureusement cela a un impact sur l'environnement ainsi qu’un coût énergétique non négligeable.

source: leblogauto.com

3) Acide formique ou acide méthanoïque

Une equipe de recherche de l’EPFL a découvert 1) , en 2006, que l’acide formique pouvait stocker le dihydrogène et le résorber (c'est-à-dire le relâcher) facilement sans relâcher de monoxyde de carbone ni autres substances nocives. L'acide formique, de formule HCOOH pourrait, en présence d'un catalyseur, se décomposer en H2 et en CO2. L'acide formique contient 53g/L d’hydrogène à température et à pression normales (c'est-à-dire a pression et températures ambiantes). Il y un risque d’inflammabilité mais la température requise pour cette inflammabilité est de 59°C. Ce risque peut aussi être contrecarré dès que l’acide formique est dilué dans de l'eau à 85%, il n’est plus inflammable. Ce qui rend donc l’acide méthanoïque une solution non négligeable pour le stockage de l’hydrogène. Le seul point négatif de ce stockage est le fait que la réaction de libération du dihydrogène libère aussi du CO2. L'équipe de l'EPFL prétend qu'il est possible de le récupérer et de le recycler, mais cela engendrerait beaucoup de coûts.

B)Sous forme atomique

1) L'adsorption

L’adsorption consiste à l’immobilisation d’un composé chimique sur un autre. Le dihydrogène se fixe facilement sur des constituants chimiques solides mais le carbone a un meilleur rendement. L’utilisation de nanotubes de carbone est envisagée mais, pour l’heure, les recherches ne sont qu'à leurs débuts. Il faudra donc attendre pour en savoir plus sur ces nanotubes.

2) Les hydrures

Un hydrure est un composé chimique qui comporte l’élément hydrogène. Il existe deux types d’hydrures : les hydrures métalliques et les hydrures complexes.

Les hydrures métalliques sont des métaux purs ou des alliages qui « absorbent » l’hydrogène et le rejettent à une certaine température et une certaine pression qui sont caractéristiques du matériau absorbant. On peut voir l’hydrure métallique un peu comme une « éponge à hydrogène ». Les alliages ont de grandes capacités à stocker le dihydrogène puisque le Mg2FeH6 peut emmagasiner près de 150kg d’hydrogène par m3. On pourrait donc stocker les 4 kg de dihydrogène dans un réservoir de 26 litres. L’absorption du dihydrogène est relativement facile comparée à son extraction du matériau pour ensuite l’utiliser dans une pile a combustible ou dans un moteur thermique. Il existe aussi un autre moyen de stocker le dihydrogène dans les hydrures complexes. Ceux-ci sont des alliages de différents métaux mais ils ne seront pas traités ici faute de documentation à leur sujet et parce qu'il s'agit d'un processus très complexe.

 
iii_-_pour_les_infrastructures/1_-_stockage.txt · Dernière modification: 2011/12/15 21:02 (édition externe)
 
Ce TPE à été réalisé par François De Lavernette, Frank Villaro-Dixon ainsi que Gabrielle Chevrot pendant l'année 2009-2010. Il est sous license CC BY-NC-SA.


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