Hydrogène

Publié le par Jacques

L'hydrogène peut servir de carburant pour moteurs. Chrysler-BMW possède une flotte de voitures (moteurs thermiques) roulant à l'hydrogène H2, sans pile à combustible, avec réservoir cryogénique. De nouveaux procédés sont en train d'aboutir et pourraient permettre d'abandonner progressivement le pétrole ou le gaz naturel comme carburant et offrir ainsi une solution à la crise énergétique, les réserves de combustibles fossiles s'épuisant continuellement tandis que la demande énergétique ne cesse d'augmenter. Les piles à combustible ne sont pas une technologie rentable actuellement car elles sont dotées de mousse de platine, très onéreuses.

Histoire

L'hydrogène fut reconnu comme une substance distincte en 1776 par Henry Cavendish. Antoine Lavoisier lui donna son nom hydrogène qui vient du grec hudôr, « eau » et gennen, « générer ».

La Catastrophe du Hindenburg a marqué le glas de son utilisation en aéronautique.

Occurrence

L'hydrogène est l'élément le plus abondant de l'univers : 75% en masse et 90% en nombre d'atomes. Cet élément se trouve en grande quantité dans les étoiles et les planètes gazeuses. Relativement à son abondance dans l'univers, l'hydrogène est très rare dans l'atmosphère terrestre : environ 1 ppm en volume.

Sur Terre, la source la plus commune d'hydrogène est l'eau dont les molécules sont composées de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène ; mais la plupart des matières organiques, comme celle qui constitue les êtres vivants, mais aussi le pétrole et le gaz naturel, sont des sources d'hydrogène. Le méthane (CH4), qui est un produit de la décomposition des matières organiques, est une source d'hydrogène de plus en plus importante.

L'hydrogène peut être produit de plusieurs façons : l'action de la vapeur sur du carbone à haute température, le craquage des hydrocarbures par la chaleur, l'action de la soude ou de la potasse sur l'aluminium, l'électrolyse de l'eau ou par de son déplacement depuis les acides par certains métaux. Certains microorganismes (microalgues, cyanobactéries et bactéries) sont également capables de produire de l'hydrogène, à partir d'énergie solaire ou de biomasse.

L'hydrogène brut disponible dans le commerce est généralement fabriqué par décomposition du gaz naturel.

Production par vaporeformage

Vaporeformage

C'est le procédé qui aujourd'hui est le plus utilisé au niveau industriel. Son principe est basé sur la dissociation de molécules carbonées (méthane, monoxyde de carbone) en présence de vapeur d'eau et de chaleur.

Cette technologie est énormément utilisée. Elle a le gros inconvénient de produire du dioxyde de carbone qui est un gaz à effet de serre.

Production par électrolyse de l'eau

Cette technologie consiste à faire passer un courant électrique dans l'eau afin d'obtenir la dissociation des molécules d'eau en dihydrogène et dioxygène.

Réaction à l'anode :

Réaction à l'anode

Réaction à la cathode :

Réaction à la cathode

Globalement, nous avons :

Réaction globale

Cette technologie nécessite de grandes quantités d'électricité. Elle est relativement peu utilisée.

Stockage en gaz comprimé

C'est la forme la plus commune de stockage du dihydrogène. Le gaz est stockée à des pression de 350 ou 700 bar.

La technologie existe et est couramment utilisée. Son inconvénient réside dans les faibles efficacités en terme d'encombrement en comparaison des autres méthodes. Cet encombrement étant une des difficultés pour l'utilisation du dihydrogène sous forme de gaz comprimé dans les applications automobiles.

Stockage sous forme liquide

Le dihydrogène est liquéfié à une température de -253°C.

La technologie est existante. Contrairement au gaz comprimé, elle a une nettement meilleure efficacité en ce qui concerne l'encombrement. Cependant cet avantage est modéré par le volume relativement important des enceintes isolantes nécessaire pour éviter l'évaporation. Cependant, il faut une énergie importante pour passer en phase liquide. La liquéfaction consomme 30 à 40% du contenu énergétique du gaz. Elle a un coût relativement élevé.

Stockage en hydrures métalliques

Les atomes d'hydrogène sont stockés dans certains composés métalliques. On récupère le dihydrogène en chauffant. Cette technique est aujourd'hui mal maîtrisée. Elle a l'inconvénient de demander un dihydrogène extrêmement pur afin d'éviter de détruire la capacité d'absorption des hydrures. Le chauffage pour récupérer le gaz est également un handicap. Ce type de stockage en est au stade de recherche et n'est pas disponible aujourd'hui sur une base industrielle.

Capacité de stockage de certains hydrures.

Hydrure Pourcentage de dihydrogène
contenu (en masse)
LaNi5H6,5 1,4 %
ZnMn2H3,6 1,8 %
TiFeH2 1,9 %
Mg2NiH4 3,6 %
VH2 3,8 %
MgH2 7,6 %

Stockage par absorption sur du carbone

Cette technique permet de stocker en surface de certaines structures de carbone telle que du charbon actif ou des nanotubes les molécules de dihydrogène. Elle permet de stocker 0.05 à 2 % en masse de dihydrogène.

Ce type de stockage est au stade de recherche.

Sources : Hydrogène et Dihydrogène de Wikipedia.

Publié dans Energies renouvelables

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tuto generateur hho 18/02/2014 21:02


bonjour,


c'est une très belle réalisation merci pour toute c'est info


il est vrai que l'hydrogène demande beaucoup d'energie mais si cetteénergie était produite par des éolienne ou des panneau solaire alors ça devient une énergie 0 pollution c'est ça qui est
magnifique il ne reste plus longtemps avant que l'hydrogène devienne the énergie !!! vous pouvez voir comment fabriquer vous meme ce genre de système (dry cell genérateur hho chalumeau ) expliqué
en détail


http://www.bricomusique.com/tutoriels/

Pierre Chassande 03/04/2006 10:52

Je viens d'ouvrir un blog visant à commenter l'actualité au regard du développement durable de manière aussi objective et sérieuse que possible (site en référence), ce qui m'a amené à découvrir le vôtre. J'en apprécie le caractère encyclopédique et approfondi, tellement éloigné des bavardages habituels des blogs ! Pourtant je constate une ambiguité fâcheuse, trop souvent entretenue par des journalistes ignorants, dans l'introduction du présent article : l'hydrogène ne pourra pas contribuer à résoudre la crise énergétique car ce n'est pas une source d'énergie primaire, c'est seulement un vecteur d'énergie, d'ailleurs coûteux à fabriquer et dangereux à transporter et à utiliser... Les automobilistes se méfient du GPL, comment pourront-ils accepter de d'asseoir sur un réservoir d'hydrogène ? 

Jacques 03/04/2006 20:42

Effectivement, cet article ne montre pas le fait que l'hydrogène ne fait que déplacer le problème. On aurait des voitures moins polluantes mais la production de l'hydrogène pour ces voitures couteraît beaucoup en énergie et serait sans doute très polluante à moins bien sûr que l'on arrive à mieux utiliser les énergies renouvelables.J'ai écrit un petit article qui fait référence à un texte parlant des utopies technologiques notamment sur l'hydrogène (cahier de Global Chance n° 20) qui jouint d'une certaine réputation scientifique et objective. : http://soutiendurable.over-blog.org/article-754075.htmlBien sûr, pour remédier à la crise énergétique, ce qui serait plus réaliste serait de diminuer les transports en changeant radicalement nos coûtumes sociales. Il faudrait tout décentraliser, faire des villages qui se suffisent à eux-mêmes pour la grande plus grande majorité des besoins. On travaillerait à coté de son domicile, et tous nos achats se trouveraient à proximité.Ce qui évoque un retour en arrière dans le passé !Félicitations pour ton nouveau blog qqui traite d'un sujet si important : le développement durable !Bonne continuation