La voiture à hydrogène à l'énergie renouvelable : l’avenir ?

[dedeleco]

Le topique sur le stockage McPhy par hydrure de magnésium (houps je ne l'ai pas fait…), annoncera un rendement de 97%

http://www.lejournaldesfluides.com/actu ... se-solide/

oui avec le stockage de la chaleur de stockage de H2 dans MgH, sinon moins que l'acide formique

Présenté sous forme de réservoirs modulaires dans lesquels l’hydrogène se combine sur des pastilles d’hydrures de magnésium, le système développé, à partir de travaux l’Institut Néel/CNRS, est réversible. Il se charge et se décharge comme une batterie. Autres atouts : il autorise une densité volumique très supérieure au stockage liquide (cryogénie) ou gazeux (très haute pression) et fonctionne à basse pression, ce qui facilite son usage et restitue 97 % de l’énergie de l’hydrogène stockée.

Pour atteindre ces résultats, il a fallu tout d’abord accélérer le temps de charge et décharge des pastilles de magnésium en hydrogène, grâce à une préparation particulière des poudres de magnésium en cristallites nano-structurées et d’additifs. Ensuite, il a été nécessaire de permettre l’échange intense de la chaleur généré lors du contact entre le magnésium et l’hydrogène au sein du réservoir. Enfin, le problème a été d’emmagasiner cette chaleur produite dans un matériau à changement de phase (fusion/solidification) pour la restituer en temps opportun pour la vidange de l’hydrogène du réservoir.

Donc il s'agit d'un système complexe de mise en oeuvre.

Il n'est pas sur que des panneaux solaires thermiques à concentration qui stockent la chaleur directement dans des matériaux à changement de phase (voire même tout simplement dans de gros volumes de terre gratuite à 400°C en géothermie solaire similaire à un volcan basse température ) pour la restituer à des machines thermiques donnant de l'électricité n'aient pas un bien meilleur rendement global, que le photovoltaïque actuel, comme le prévoit Carnot à plus de 300°C .

[Maximus Leo]

...H² solaire est le combo gagnant.

Et le H2 éolien ? ça n'existe pas ?

Ça n'existe pas chez nous, évidemment, mais les allemands y investissent des milliards d'euros depuis plusieurs années.

Mots clés "windkraft" et "wasserstoff"

Idem pour les japonais pris à la gorge depuis Fukushima.

[dedeleco]

Les Japonais relancent la géothermie volcanique qu'ils ont ont avec un très fort potentiel qui marche la nuit sans soleil et rechargeable par du soleil concentrè !!

http://www3.nhk.or.jp/daily/english/20120410_01.html

[Maximus Leo]

Les Japonais relancent la géothermie volcanique qu'ils ont ont avec un très fort potentiel qui marche la nuit sans soleil et rechargeable par du soleil concentrè !!

http://www3.nhk.or.jp/daily/english/20120410_01.html

Ils ont l'énergie sous les pieds et les industriels (Toshiba, Hitachi, Fuji, Sumitomo, Mitsubishi, et les autres) qui ont construit les centrales géothermiques en Islande, USA, Philippines, Mexique,... Tout ce qu'il faut, quoi.

Arriveront-ils à se débarraser du lobby nucléaire ? La production d'uranium enrichi a redémarré à l'usine de Rokkasho-Mura ! Pourquoi faire ?

[Fakir]

...H² solaire est le combo gagnant.

Et le H2 éolien ? ça n'existe pas ?
.

Of course. Juste que pour le solaire, j'ai l'étude qui montre que c'est moins cher que le nucléaire.

[Fakir]

oui avec le stockage de la chaleur de stockage de H2 dans MgH, sinon moins que l'acide formique

L'article fait référence à l'énergie consommée pour réaliser le stockage de l'H².

Présenté sous forme de réservoirs modulaires dans lesquels l’hydrogène se combine sur des pastilles d’hydrures de magnésium, le système développé, à partir de travaux l’Institut Néel/CNRS, est réversible. Il se charge et se décharge comme une batterie. Autres atouts : il autorise une densité volumique très supérieure au stockage liquide (cryogénie) ou gazeux (très haute pression) et fonctionne à basse pression, ce qui facilite son usage et restitue 97 % de l’énergie de l’hydrogène stockée.

Aujourd'hui il existe 4 grandes techniques de stockages:http://fr.wikipedia.org/wiki/Stockage_d'hydrog%C3%A8ne
Le remplissage d'H² à 1 bar : 90 g/M3 qui consomme presque rien rendement de 99% (faut rouler avec une montgolfière...)
Le stockage à 700 bar : 42 kg/M3 rendement de 90%
Le stockage liquide à -253°C: 71 kg/M3 rendement 65% (coûteux !)
Le stockage McPhy est révolutionnaire car il stocke à 10 bar 100 kg/M3 pour un rendement de 93%.

L'acide formique stocke 53 kg/M3 avec un rendement de 60%.

[Maximus Leo]

...H² solaire est le combo gagnant.

Et le H2 éolien ? ça n'existe pas ?
.

Of course. Juste que pour le solaire, j'ai l'étude qui montre que c'est moins cher que le nucléaire.

Il y a plusieurs installations PV au Japon où l'électricité solaire est stockée dans des batteries pour la nuit. La capacité est de quelques MWh. C'est principalement dans des îles du sud de l'archipel.

A Okinawa (Japon), il y a une centaine de Nissan Leaf électriques qui roulent exclusivement à l'électricité solaire.

Je vais rassembler des infos à ce sujet. Les japonais ne sont pas en retard, faut pas croire.

[Pierre-Yves]

l'hydrogène a bien des qualités, mais il faut aussi garder la tête froide ! Voici quelques éléments de réflexion.

rendement. Si on parle d'énergie renouvelable, il faut partir de l'électricité. On a donc la chaîne : électricité -> électrolyse -> stockage (compression ou liquéfaction ou stockage dans MgH,...) -> transport -> conversion en électricité par une PAC. En mettant par pure générosité un rendement de 80% à chacune de ces étapes, le rendement final est de 40% (en fait, beaucoup moins).
Avec des batteries au lithium, la chaîne se réduit à : électricité -> batteries -> électricité ; et le rendement est supérieur à 80%. L'hydrogène conduit donc à un gaspillage énergétique !

densité énergétique. Si on compare maintenant au gazole,
- pour H2 : 100kg/m3 à 33kWh/kg = 3300 kWh/m3
- pour le gazole : 855kg/m3 à 11,64kWh/kg = 9952,2 kWh/m3, soit trois fois plus.

Pour avoir la même autonomie qu'avec le gazole, il faudra des stockage 3 fois plus volumineux. Et je ne parle pas du poids ni du danger à trimballer un gaz explosif.

Évidemment, les batteries au lithium, qui ne font encore que 0,150kWh/kg, sont à la traîne, et de loin. Mais, comme pour l'H2, la recherche avance et cette capacité énergétique peut encore être multipliée par 10 ou 20 : les lithium-oxygène arrivent à 2 ou 3 kWh/kg. Avec de telles densités énergétiques, on approche des performances du gazole qui doit être brûlé dans un moteur thermique avec un rendement moyen minable.

Pour ce qui concerne l'automobile, comme cela a été dit bien des fois sur ce forum, les 3/4 des besoins peuvent être couverts par des voitures légères et ayant une autonomie d'une centaine de km... Les petites voitures avec batteries au lithium sont bien placées !

PS. Qu'on puisse stocker 100kg/m3 dans du MgH contre seulement 71kg/m3 avec de l'hydrogène liquide me laisse un peu perplexe. l'H2 liquide, ce ne sont que des petites molécules toutes serrées les unes contre les autres, pourtant...

[Fakir]

l'hydrogène a bien des qualités, mais il faut aussi garder la tête froide ! Voici quelques éléments de réflexion.
rendement. Si on parle d'énergie renouvelable, il faut partir de l'électricité. On a donc la chaîne : électricité -> électrolyse -> stockage (compression ou liquéfaction ou stockage dans MgH,...) -> transport -> conversion en électricité par une PAC. En mettant par pure générosité un rendement de 80% à chacune de ces étapes, le rendement final est de 40% (en fait, beaucoup moins).
Avec des batteries au lithium, la chaîne se réduit à : électricité -> batteries -> électricité ; et le rendement est supérieur à 80%. L'hydrogène conduit donc à un gaspillage énergétique !

En effet la chaine énergétique de l’H² a un rendement plus faible que celui des accumulateurs.
80% L’électrolyse 93% le stockage McPhy 60% la PAC et 95% de rendement de la voiture électrique
Soit 42 %
Pour l’accumulateur 70% pour la charge-décharge et 95% de rendement de la voiture électrique soit 67%
Le rendement de la chaine énergétique de l’essence est autour de 10%...

densité énergétique. Si on compare maintenant au gazole,
- pour H2 : 100kg/m3 à 33kWh/kg = 3300 kWh/m3
- pour le gazole : 855kg/m3 à 11,64kWh/kg = 9952,2 kWh/m3, soit trois fois plus.
Pour avoir la même autonomie qu'avec le gazole, il faudra des stockage 3 fois plus volumineux. Et je ne parle pas du poids ni du danger à trimballer un gaz explosif.

Certes l’H² a une énergie volumique moins intéressante que l’essence, 3 fois moins. Cependant, la PAC a un rendement 4 à 6 fois plus performant qu’un moteur à explosion.

Évidemment, les batteries au lithium, qui ne font encore que 0,150kWh/kg, sont à la traîne, et de loin. Mais, comme pour l'H2, la recherche avance et cette capacité énergétique peut encore être multipliée par 10 ou 20 : les lithium-oxygène arrivent à 2 ou 3 kWh/kg. Avec de telles densités énergétiques, on approche des performances du gazole qui doit être brûlé dans un moteur thermique avec un rendement moyen minable.

C’est clairement une solution pour demain. Aujourd’hui, il y a l’H²

Pour ce qui concerne l'automobile, comme cela a été dit bien des fois sur ce forum, les 3/4 des besoins peuvent être couverts par des voitures légères et ayant une autonomie d'une centaine de km... Les petites voitures avec batteries au lithium sont bien placées !

Cela est vrai, mais c’est le dernier ¼ qui conditionne l’achat. La Nissan Leaf est aujourd’hui sur le marché à 30000 €. Cette voiture avec 160 km d’autonomie et surtout une recharge de 8 heures n’est pas finie à mon sens. Surtout que tous les 5 ans, il faut réinvestir qqs milliers d’euro pour changer les batteries.
Je ne comprends pas les raisons de l’absence de véhicule hybride avec une batterie pour les 50 premiers kilomètres rechargeable !

PS. Qu'on puisse stocker 100kg/m3 dans du MgH contre seulement 71kg/m3 avec de l'hydrogène liquide me laisse un peu perplexe. l'H2 liquide, ce ne sont que des petites molécules toutes serrées les unes contre les autres, pourtant...

L’hydrure de carbone est encore plus performant, oups on appelle cela essence ^^

[chatelot16]

L’hydrure de carbone est encore plus performant, oups on appelle cela essence ^^

ca y est tu a compris

au lieu de chercher des moyen de stockage de l'hydrogene qui sont des poid mort autant le lier au carbone qui est aussi un vecteur d'energie et non un poid mort a transporter

l'hydrogene seul est trop gazeux
le charbon seul est trop solide
miracle les 2 ensemble c'est liquide !

tout le mode reve d'utiliser de la chaleur brute pour separer l'oxygene et l'hydrogene : ca marche presque sauf que ca se recombine inevitablement en refroidissant

autre miracle du carbone : si on chauffe de la vapeur d'eau en presence de carbone , l'oxygene fait du CO et l'hydrogene ne se perd pas : c'est le gazogene solaire qui melange l'energie du carbone et l'energie solaire thermique pour faire du melange CO et H2 appelé gaz de synthese et base de fischer tropsh

sans chauffage solaire le gazogene consomme beaucoup plus de charbon et fait moins d'hydrogene

ce n'est pas une simple hypothese : c'est le gaz a l'eau qui a ete utilisé dans l'industrie , sauf que sans chauffage solaire le gazogene marche alternativement a l'air pour faire monter la temperature , et a la vapeur ou il refroidi ... pendant qu'il marche a l'air il ne fait que du CO dilué par l'azote de l'air ... pendant qu'il marche a l'eau il fait du CO et du H2 sans azote

le gazogene solaire fera du CO et H2 pur sans azote tant qu'il y a du soleil