Comment produit-on l'Hydrogène ?
Près de 80 % de l’H2 produit proviennent du reformage du gaz naturel : ce procédé est le plus répandu car il est relativement facile à mettre en oeuvre à grande échelle et économiquement avantageux. En effet, la molécule de méthane CH4 mélangée à de l’eau et portée à haute température produit de la chaleur, de la vapeur, du CO, du CO2 et de l’H2.
Le monoxyde de carbone (CO) le dioxyde de carbone (CO2) ainsi que l’association d’H2 et de CO sont commercialisés auprès de l’industrie chimique pour la fabrication des polycarbonates et des polyuréthanes (utilisés, par exemple, pour les mousses de garnissage dans l’ameublement et dans l’automobile), ce qui contribue à optimiser l’efficacité industrielle et à minimiser les rejets de CO2. Des procédés d’épuration permettent selon les besoin d’obtenir de l’H2 pur. L’obtention d’H2 par électrolyse de l’eau est une alternative très consommatrice d’énergie électrique, adaptée souvent à la production de petits volumes ou proche de sources hydroélectriques à bas coût.
Principales applications
L’application de loin la plus importante et dont la croissance est la plus rapide, est la désulfuration des carburants automobiles, conformément aux réglementations en vigueur dans de nombreux pays,
L’industrie pétrochimique (plastiques, détergents, peintures) nécessitant de très grandes quantités, l’approvisionnement est réalisée dans ce cas là, par pipeline,
L’électronique, le traitement thermique des métaux, le polissage du verre, la fabrication du verre plat et l’hydrogénation des huiles comestibles font également appel à l’hydrogène qui est cette fois-ci approvisionné compressé ou liquéfié, par camion ou bouteilles, ainsi que par de plus petites usines,
Dans le spatial, l’hydrogène est le vecteur énergétique le plus efficace employé dans la propulsion des fusées et navettes,
L’hydrogène est vecteur d’énergie lorsqu’il alimente une Pile à Combustible qui produit de l’électricité de manière propre et silencieuse (ne rejetant que de l’eau). Cette source d’énergie est appelée à d’importants développements à moyen et long terme.
Le procédé inverse de l'électrolyse
La Pile à Combustible fonctionne selon le procédé inverse de l'électrolyse. Elle restitue de l'eau à partir d'hydrogène et de l'oxygène de l'air en produisant de l'électricité et de la chaleur. A l'inverse, l'électrolyse dissocie l'oxygène et l'hydrogène de l'eau en consommant de l'électricité. Cette réaction non polluante (la pile ne produit que de l'eau) est obtenue dans chacune des cellules de base qui sont associées pour constituer un module d'énergie de la puissance souhaitée : le stack. Cette technologie est aujourd'hui la seule à même d'être Zéro Emission, sans production de CO2.
L'attrait pour les Piles à Combustible est justifié par leurs nombreux avantages :
De hauts rendements énergétiques : le rendement net électrique d'une pile varie entre 30 et 70 %,en comparaison, celui d'un moteur à combustion est en moyenne de 20 %,
De faibles niveaux sonores : seuls certains organes comme le compresseur, le système de ventilation produisent un léger bruit. Les émissions sonores sont très faibles de l'ordre de 40 à 50 dB à 1m, ce qui autorise donc par exemple une utilisation la nuit,
Modularité : la pile est constituée de cellules élémentaires mises en série et en parallèle pour obtenir le couple tension-intensité désiré.
La Technologie Pile à Combustible d'Axane
Autour d'une plate-forme technologique modulaire unique selon les besoins de ses clients, Axane développe sa gamme de Piles à Combustible de type PEM (Proton Exchange Membrane). Cette plate-forme est destinée à des usages multiples et se décline en une gamme de produits diversifiés. Trois sont dores et déjà disponibles : un générateur portable, un générateur stationnaire et un générateur intégrable. Tous les produits fonctionnent à partir d'Hydrogène gazeux standard disponible dans les centres d'approvisionnement Air Liquide ou livrable sur site.
Les systèmes de production d'énergie de type Pile à Combustible alimentés en hydrogène sont des solutions majeures mentionnées dans les programmes de la Commission Européenne.
Non polluante et silencieuse, pouvant se décliner dans une large gamme de puissance, la Pile à Combustible, en particulier de technologie PEM (Proton Exchange Membrane), alimentée en Hydrogène, est le « générateur d'électricité » indispensable pour les transports publics, les applications stationnaires, mobiles ou intégré dans un système, dès lors que le respect des contraintes environnementales devient une priorité.
Source : Air Liquide, Axane
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