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 L'hydrogène, énergie du futur ?

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David54

David54

Messages : 11
Date d'inscription : 14/07/2018

MessageSujet: L'hydrogène, énergie du futur ?   Mer 8 Aoû - 23:24

L 'hydrogène, énergie du futur ?


Qu'est ce que l'hydrogène ?

L'hydrogène est le premier élément du tableau périodique des éléments ( ou de Mendeleïev).

Il se compose d'un proton ( son noyau) autour duquel gravite un électron ce qui en fait l'élément le plus petit et aussi le plus léger.


"



Il est né peu de temps après le big bang il y 13.5 Milliards d'années.
En se condensant dans l'univers il a donné naissance aux étoiles et leur sert de combustible.

En leurs cœurs, l'hydrogène fusionne pour donner de l'hélium. Cette réaction permet à notre soleil  sunny  de nous chauffer ( grâce à sa lumière hautement chargée en énergie).





L'hydrogène sur terre ?

Pour l'homme, au XIXeme siècle, on le mélangeait avec du monoxyde de carbonne pour faire du gaz de ville mais il a été remplacé par le gaz naturel.

Contrairement au pétrole cette ressource semble inépuisable.

On en trouve partout sur terre mais rarement sous sa forme d'élément seul. Il se combine avec d autres atomes.
Avec d'autres atomes d'hydrogène sous forme de dihydrogène, avec de l'oxygène pour former de l'eau avec sa fameuse formule H2O.






L'hydrogène est également présent dans les Hydrocarbures et la biomasse.
A savoir, 1 kg d'hydrogène contient autant d'énergie que 2,1 kg de gaz naturel ou 2,8 kg d'essence.

Un des plus beaux exemples de la puissance utilisée par l'homme avec l'hydrogène est le moteur Vulcain de la fusée Arianne 5.

De l'hydrogène et de l'oxygène sont embarqués dans d'immenses réservoirs où il sont combinés pour engendrer la combustion des deux gaz. Cela propulse la fusée à plus de 6000m/s.

Et devinez ce qui sort des moteurs après la combustion ? De la vapeur d'eau ! affraid
 
Et oui l'avantage de l'utilisation de l'hydrogène c'est qu'il ne pollue pas !





L'hydrogène en quelques chiffres.

Cependant l'hydrogène sous sa forme gazeuse ( le dihydrogène : H2) prend énormément de place car ses molécules sont éloignées les unes des autres.

D'autres part, comme les molécules sont légères il faut donc un volume de 11 200 litres pour 1kg de dihydrogène.

Pour l'oxygène c'est 700 litres pour 1 kilo étant donné que ses molécules sont 16 fois plus lourdes.

Bon vous me direz "Comment ils peuvent mettre autant de gaz dans la fusée avec si peu de place ?"  Rolling Eyes

La condensation par le froid liquifie le gaz et le volume passe donc à 14 l pour 1Kg à une température de -253 C°.

On peut également le compresser en bouteille pour qu'il prenne moins de place. Avec une pression de  350 bars, 1 kg de dihydrogène ne prend alors plus que 40 litres.

Dans l'histoire de l'homme, les zeppelins ( qu'on appelle aussi les dirigeables, ces gros ballons gonfables qui transportaient des passagers au début du XXe siècle) volaient avec de l'hydrogène.
Mais les accidents et les incendies meurtriers des zeppelins lui ont donné mauvaise réputation.




L'hydrogène aujourd'hui.


De nos jours, la technologie a évolué et l'hydrogène sert dans les piles à combustible.

Dans ces piles, l'hydrogène sert à faire de l'électricité et est rejeté sous forme de vapeur d'eau.

Malheureusement cette technologie coûte encore cher et pour qu'elle soit abordable par le consommateur lambda il faudrait diviser sont coup par un facteur 100.

De plus, pour produire du dihydrogène en masse, les industriels passent par le reformage du méthane.

A partir du méthane autrement appelé le " gaz naturel"  on isole ses 4 atomes d'hydrogène de son atome de carbone en mélangeant le méthane avec de l'eau.






En chauffant le mélange on obtient d'un coté le dihydrogène et de l'autre de dioxyde de carbone.

Mais hélas  le dioxyde de carbone CO2 pollue ( même si ce procédé au total produit 2 fois moins que le CO2 rejeté par les voitures au km), et ce n'est pas l’utilisation la plus adaptée pour tirer tout le potentiel écologique de ce gaz.

Il existe cependant un moyen plus écologique de produire de l'hydrogène avec l'électrolyse de l'eau I love you

En effet en en injectant un courant électrique dans l'eau, on sépare  le dioxygène d'un coté et le dihydrogène de l'autre.

Cette méthode n'est pas répandue dans l'industrie car elle coûte trop cher et n'est pas compétitive par rapport au reformage du méthane.

Ceci dit, si l'électrolyse se fait avec des énergies renouvelables ( solaire, éolienne, etc.) cela rend la méthode complètement propre sans la moindre pollution dans le procédé.




Une fois récupéré, l'hydrogène peut être brûlé directement ( par des moteurs à combustions, chaudières spécialement conçues pour l'hydrogène), mais aussi pour fabriquer de l'électricité avec les piles à combustible.

Vous pouvez penser  “Pourquoi utiliser de l'électricité pour créer de l'hydrogène comme source d'énergie et ne pas utiliser l'électricité directement alors?”

Il est vrai qu'avec le procédé d'électrolyse il se produit des pertes, on consomme plus d'électricité qu'on n'en produit mais le gros avantage c'est qu'une fois stocké, l'hydrogène peut servir à l'alimentation en électricité quand on en a besoin.

Hé oui, le renouvelable c'est chouette, mais il dépend notamment des conditions météorologique, du soleil le jour pour le photovoltaïque, de la présence de vent pour l'éolien, de débit d'eau assez fort pour l'hydrolien.

Et cela ne concorde pas forcement avec notre consommation. Rolling Eyes


En conclusion.


Le stockage d'hydrogène est donc une solution viable pour la redistribution de l'énergie et à l'avantage, contrairement aux batteries pour le solaire, de ne pas polluer. ( les capacité des batteries sont faibles et se déchargent rapidement).

La capacité de stockage avec l'hydrogène serait trois fois supérieure à celle des batteries.

Aujourd'hui dans le monde des start-up et PME proposent des solutions à partir de piles à hydrogènes pour beaucoup de domaines d'application. Le Japon, pays leader sur les technologies hydrogènes aurait déjà aidé plus de 10 000 foyers à s'équiper en chaudière à hydrogène.

Les voitures roulant à l'hydrogène existent mais sont encore trop coûteuses.

Malgré cela, la recherche sur les véhicules roulant à l'hydrogène est l'une des plus active au monde.





Question Et vous, qu'en pensez vous ? Hydrogène énergie du futur  Question




Sources pour cet article cliquez ICI:
 
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Liliane
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Liliane

Messages : 43
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MessageSujet: Re: L'hydrogène, énergie du futur ?   Jeu 9 Aoû - 15:15

Bonjour David,
Tout d'abord, félicitations pour ton premier article =) Et merci beaucoup d'avoir abordé ce sujet, c'était passionnant! ^^ J'ai un peu honte de ne pas m'y être intéressée plus que ça avant, parce que ça a vraiment l'air d'être une belle solution d'avenir. Quelle dommage que cet hydrogène soit actuellement produit de façon si peu écologique... (bien que je comprenne l'argument du coût, les entreprises peuvent difficilement être motivées par l'idée d'une perte conséquente de l'énergie au stockage).

Sais tu si l'installation telle que démontrée sur le schéma de ton article est complexe à installer? Penses tu que l'installer à l'échelle d'une petite ville (disons 5000 habitants) aurait-un sens, où cela serait il trop onéreux? Enfin, j'avoue que je n'y connais pas grand chose en pile...Une pile à hydrogène, est ce une pile rechargeable? Si oui, combien de recharges supporte t-elle? Est-elle difficile à recycler? Et en terme de matériaux de construction, ne fait elle pas appel à des métaux rares qui la rendrait problématique? Je m'arrête là parce que j'ai déjà posé beaucoup de questions...xD Mais j'avoue que j'ai du mal à trouver des réponses moi-même sur le sujet, on tombe vite sur des articles assez techniques qui dépassent de loin mes compétences =/ Le tien au contraire était très clair (pas trop long, un enchainement très logique des idées et de beaux schémas, l'idéal!).

PS : le rapport avec le sujet est un peu lointain, mais j'adore les zeppelins, ça ne me dérangerait pas qu'on les réintroduire au quotidien *_* Je me souviens d'ailleurs avoir lu que les compagnies aériennes exploraient assez sérieusement la piste d'avions fonctionnant à l'hydrogène, mais que si elles voulaient tenter l'aventure, il allait falloir radicalement changer la forme des avions pour qu'ils soient plus "étalés", un peu comme une raie manta =) Ce serait une autre forme assez sympa!

Edit : https://lareleveetlapeste.fr/faire-du-carburant-grace-a-la-lumiere-du-soleil-et-au-co2/ -> Apparemment on a découvert récemment qu'on pouvait créer du méthane simplement grâce à de l'énergie solaire, du CO2 et un catalyseur. A suivre?
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David54

David54

Messages : 11
Date d'inscription : 14/07/2018

MessageSujet: Re: L'hydrogène, énergie du futur ?   Mar 14 Aoû - 22:57



Merci Liliane, mais je ne mérite pas autant d'éloges comparé à toi qui a déjà rédigé plus d'une trentaine d'articles.

L'hydrogène est plutôt discret par rapport au solaire, à l'éolien, etc. Sa technologie a vraiment du retard mais son potentiel est énorme.

La tendance en ce qui concerne les gaz est plutôt au méthane, d'ailleurs, ça sera peut être l'un de mes prochains articles. Notamment sur le recyclage des déchets organiques dans des digesteurs pour produire du gaz de cuisine.

Pour répondre à tes questions :

- Pour le schéma :

Le schéma est une représentation simplifiée de l'installation du catalyseur. Il n'y figure pas les systèmes de régulation, de mesures, de sécurité pour le gaz ( manomètres, soupapes, compresseurs,etc) et pour l'électricité (  câblage des panneaux, disjoncteurs, onduleur, etc)

Ceci dit ce schéma de principe apporte un maximum d'information pour la compréhension globale de l'installation.

- Pour la capacité d'un telle installation, je ne connais pas exactement les besoins d'un ville de 5000 habitants mais j'imagine qu'il faudrait les moyens pour hautement compresser ou liquéfier l'hydrogène, c'est à dire, passer à une installation plus complexe et plus technique.

Le schéma décrit plutôt une installation type pour une maison individuelle.

- La pile à combustible ne se recharge pas au sens où tu rebranches des piles alcalines une fois vide par exemple. Il faut juste veiller à faire l'appoint en eau.
Mais pour fabriquer la pile il faut des matériaux coûteux comme le platine et le graphite et la pile à une durée de vie estimer entre 20 000 et 40 000 heures.

Sinon pour les avions à l'hydrogène en forme de raie manta ce serait vraiment fun !  Very Happy ca me fait penser à certains jeux vidéo de  d' héroic fantasy !

Merci pour le lien. Je trouve le sujet très intéressant. De plus je trouve le site plutôt beau avec ces grandes photos en pleine largeur.

Sur le fond du sujet, effectivement les débouchés sur les nouvelles technologies ne manquent pas, il faudrait juste stopper les politiques pétrolifères et enfin passer à l'étape suivante.


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