Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
L'hydrogène a sa plus importante application dans les piles à combustible (PAC), leurs puissances allant du W (portables) au MW (équipements électriques d'immeubles). Ces utilisations de l'hydrogène impliquent qu'il soit stocké, transporté et mis à disposition sous forme de gaz comprimé, de liquide ou encore combiné dans des matériaux solides. Son inflammabilité et son explosivité imposent des précautions objets de normes de sécurité adaptées. Le rôle que pourrait jouer ce vecteur dans le paysage énergétique de demain va de pair avec le développement d'une «économie de l'hydrogène».
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Farida DARKRIM-LAMARI : Chargée de recherche au CNRS Laboratoire des sciences des procédés et des matériaux (LSPM, CNRS UPR 3407) - Docteur Université Paris 13 Sorbonne Paris Cité
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Pierre MALBRUNOT : Conseiller scientifique auprès de l'association française pour l'hydrogène et les piles à combustible (AFHYPAC) -
INTRODUCTION
L'hydrogène par sa combustion très énergétique, en masse plus de deux fois celle du gaz naturel, est un combustible de choix utilisable pour fournir de la chaleur et de l'énergie mécanique sans autre résidu que de l'eau. Mais il peut aussi, par réaction électrochimique, se combiner à l'oxygène pour produire de l'électricité, de la chaleur et de l'eau.
Dans le dossier précédent [BE 8 565], nous nous sommes intéressés à sa production.
Dans ce dossier, nous nous intéressons à sa conversion énergétique, à sa mise à disposition et aux problèmes liés à la sécurité, aux possibles conséquences économiques et sociétales d'un emploi généralisé et, en conclusion, nous livrons une analyse de ce qui reste à accomplir pour que ce vecteur énergétique s'impose.
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MOTS-CLÉS
état de l'art Mise en oeuvre Stockage solide Economie d'hydrogène Environnement Génie énergétique
VERSIONS
- Version archivée 1 de juil. 2006 par Farida DARKRIM-LAMARI, Pierre MALBRUNOT
- Version courante de mai 2023 par Farida LAMARI, Patrick LANGLOIS, Pierre MALBRUNOT
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Mise à disposition de l'hydrogène énergie1. Conversion énergétique de l'hydrogène
1.1 Moteurs thermiques à hydrogène
On entend par moteurs thermiques les moteurs à combustion interne (dits communément « à explosion ») qui, suivant le cycle de Beau de Rochas-Otto ou celui de Diesel, fonctionnent à partir de la combustion d'essence, de gazole ou encore de gaz de houille, de gaz naturel voire de distillats issus de fermentations de matières organiques. Tous ces moteurs à base d'une combustion sont convertibles à l'hydrogène. Des précautions sont à prendre pour éviter un retour de flamme vers le collecteur d'admission. La perte au niveau de la puissance est de 20 à 25 % par rapport à un moteur à essence de même cylindrée, mais le rendement énergétique est équivalent. Il y a de plus nécessité de choisir des matériaux adaptés à l'hydrogène (corrosion, lubrification). De tels moteurs n'émettent pas de CO2 seulement quelques oxydes d'azote, ils sont bien adaptés à des véhicules hybrides essence-hydrogène comme le sont les prototypes bi-carburants mis au point depuis 1979 par le constructeur allemand BMW. Celui-ci qui a par la suite perfectionné ses moteurs par une technique d'injection directe à haute pression de l'hydrogène a actuellement abandonné ce type de motorisation thermique à hydrogène. D'autres constructeurs comme MAN, Ford, Mazda et Quantum ont également effectué des recherches sur ces types de moteurs thermiques à hydrogène, ont construit des prototypes de véhicules les utilisant (automobiles, utilitaires, autobus) pour également abandonner leur démarche. Pour sa part, Mercedes a conçu un moteur fonctionnant avec un mélange...
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Conversion énergétique de l'hydrogène
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ROTTENGRUBER (H.), BERKMULLER (M.), ELSÄSSER (G.), BREHM (N.), SCHWARZ (C.) - A high-efficient combustion concept for direct injection hydrogen internal engines. - 15th World Hydrogen Energy Conference (WHEC), Yokohama, Japan, 27 juin-2 juil. 2004.
-
(2) - EICHLSEDER (H.), GRABNER (P.), HEINDL (R.) - Hydrogen internal combustion engines. - Hydrogen and Fuel Cells, Detlef Stolten Edit., Wiley, VCH Weinheim, Allemagne, Chap. 39 (2010).
-
(3) - BUFFET (PH.), LEBARON (M.) - L'espace, comment ça marche ? À quoi ça sert. - Hirlé Éditions, Strasbourg (2001).
-
(4) - BUFFET (PH.) - Propulsion spatiale : L'hydrogène, un carburant léger pour lanceurs lourds. - L'Actualité Chimique, p. 74-80, déc. 2001.
-
(5) - LAMY (C.), LEGER (J.M.) - Les piles à combustible. - Journal de Physique IV, Colloque CI, Supplément au Journal de Physique III, vol. 4, janv. 1994.
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
International Association for Hydrogen Energy IAHE http://www.iahe.org
Sous l'égide de cette association, depuis 1976, tous les deux ans, se tient une des plus importantes et des plus anciennes conférences sur l'hydrogène énergie, la World Hydrogen Energy Conference WHEC. Ces conférences sont à tour de rôle organisées par la communauté hydrogène-énergie d'un pays dans le monde
HAUT DE PAGE2.1 Fournisseurs (liste non exhaustive)
Axane (filiale Air Liquide), piles dans le domaine du groupe électrogène http://www.axane.fr
AREVA Stockage d'Énergie, piles de puissance pour le stationnaire http://www.areva.com/fr/activites-407/areva-stokage-d-energie.html
Paxitech, cœur de pile PEMFC (membranes et électrodes) http://www.paxitech.com
Pragma...
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