Hydrogène, stockage et production: évolution et technologies H2

[Obamot]

Il manque toutes les données de rendement, mais on connaît très exactement la masse d'hydrogène stockée dans 1 kg d'acide formique et l'énergie maximale que l'on peut produire en utilisant cet hydrogène.

En partant de l'acide formique, on récupère donc au maximum 1,4 KWh/Kilo.

Si l'EPFL peut faire mieux, ce n'est pas sur la dissociation catalysée de l'acide formique qu'ils doivent écrire un article, mais sur leur nouvelle méthode d'utilisation de l'hydrogène

Aïe... largué!

Mais voici toujours les propriétés thermochimiques et physiques de l'HCOOH:

c'est de la thermochimie de base.

N'empeche, je ne sais pas où dede sort le coef. 14 !?!

Pour moi c'est, au pire, sur la masse, un coef. de moins de 9...

PCI massique : 6.4 / 1.22 = 5.2 MJ par kg d'acide = 1.4 kWh
PCI massique kerosen = 12 kWh soit 8.6 fois mieux que l'acide...

[Christophe]

Ce n'est pas de ces chiffres qu'on parle.

Il n'y a pas de PCI indiqué car c'est pas le but de l'acide formique, ce n'est pas un carburant...

Ce qu'on calcule, c'est un "PCI virtuel sur l'utilisation de l'H2" contenu dans l'acide...en partant de la masse d'H2 extractible, ni plus ni moins...

Par contre on suppose bien évidement que l'extraction de l'H2 de l'acide ne coute pas un joule !!

Après ca peut être une réaction exothermique...pour ca il faut les détails comme tu dis. Dans le doute on suppose nul cette extraction.

[Christophe]

Si l'EPFL peut faire mieux, ce n'est pas sur la dissociation catalysée de l'acide formique qu'ils doivent écrire un article, mais sur leur nouvelle méthode d'utilisation de l'hydrogène

Tu retouches justement ce que je viens de répondre à Obamot: quel est le coût énergétique de cet dissociation catalysée (que j'appele extraction) ? Endo ou exothermique?

La nouvelle méthode d'utilisation de l'H2 ne changera rien au problème de la masse de l'acide formique: on parle là en PCI, pas en énergie utile...

[Obamot]

...oui j'ai vu, dslé j'étais en train d'éditer.

Ok, je comprends. D'où le raisonnement de dire que ce ne sera pas pour le transport, mais pour une installation in-situ.

[Christophe]

T'as bien fait d'éditer car finalement l'acide formique n'est pas si "peu dangeureux" que cela !

69°C de point d'éclair c'est pas loin de celui du mazout (55-60°C)
14% à 34% vol d'inflammabilité c'est énorme comme plage d'inflammabilité.

A comparer avec le mazout:
http://fr.wikipedia.org/wiki/Gazole

inférieure : 0,6 %vol
supérieure : 6,5 %vol

L'avantage de l'acide est que sa limite basse (LIE) est très haute (ce qui laisse le temps de se protéger...) :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Limite_d%2 ... ivit%C3%A9

A comparer au gaz naturel

Gaz naturel 5 % 15 %

Mais voici toujours les propriétés thermochimiques et physiques de l'HCOOH:

ps: tu devrais mettre le lien vers la page wiki

[Christophe]

Ok, je comprends. D'où le raisonnement de dire que ce ne sera pas pour le transport, mais pour une installation in-situ.

Voila c'est tout ce qu'on voulait te dire...en ce sens le journaliste qui parle de "voiture à l'acide" s'est un peu emballé...je pense...

[Obamot]

Non, non, c'est eux-même (EPFL) qui parlent...

Sur la piste des réactions exothermique de l'HCOOH:

Propriétés chimico-physiques

La liaison O-O est instable due au degré d'oxydation de l'oxygène égal à -1. Le groupe fonctionnel est ainsi très réactif et peut réagir en tant qu'oxydant (cas le plus courant) ou réducteur (pour quelques composés tel le peroxyde d'hydrogène) afin d'atteindre des degrés d'oxydation plus stables. Une autre propriété de ce groupe est sa capacité à former des radicaux par clivage homolytique de la liaison O-O. Ce clivage peut être initié thermiquement, par catalyse ou par UV.

En effet, c'est le cas dans les réactions de polymérisation, la zone ayant subit la réaction devient soudainement bouillante: impossible d'y toucher....

Là y'a peut-être un truc? Les possibilités sont variées dans cette famille...

Source d'acide carboxyliques:
http://fr.wikipedia.org/wiki/Acide_carboxylique

@++

[dedeleco]

Christophe a raison de poser la question :

N'empeche, je ne sais pas où dede sort le coef. 14 !?!

car en me relisant il est clair que, dérangé pour autre chose, après, croyant avoir fait le calcul, j'ai recopié vite un chiffre sur ma calculette qui était faux sur mon post :
https://www.econologie.com/forums/post204835.html#204835
et j'ai corrigé tous mes posts de cette erreur :
le chiffre correct est 9,7 !!
Je vous invite à corriger les autres posts qui me citent !!
Il est bon que tout soit vérifié, discuté, analysé pour parvenir à la réalité.
Aussi je remets mon calcul qui est celui avec le bilan enthalpique d'énergie avec les tables, qui correspond au meilleur possible, sans pertes, mais en réalité il est moins avec des rendements loin de 100%.
J'invite Obamot à lire les cours wiki de Thermodynamique et de chimie sur les enthalpies pour bien se repérer, mais c'est pareil que pour l'énergie de gravitation au niveau concept.

En particulier cela permet de savoir si une réaction est endothermique ou exothermique, et la décompsosition de l'acide formique et endothermique légérement, comme je le constate sur mon post avec les valeurs enthalpiques du HCOOH par rapport à sa décomposition CO2 + H2 en sommant les enthalpies :
le CO2 produit -393,5KJ/mole et H2 gazeux avec +0,9KJ/mole donne en énergie d'enthalpie : -393,5+0,9=-392.6KJ/mole à comparer à l'énergie plus basse de formation récupérée lors de la synthèse de l'acide formique de -425KJ/mole et donc pour décomposer cet acide il faut fournir 425-392,6=32,4KJ/mole en énergie, par exemple la réaction sur catalyseur absorbe de la chaleur. (j'invite à vérifier que j'ai bien recopié les tables et pas oublié quelque chose).
Les tables d'enthalpies analogues à des tables d'altitudes, permettent de calculer les énergies de réactions chimiques qui se retrouvent en chaleur et parfois en travail ou électricité.

43,15Mj/kg du Kéroséne contre -425KJ/mole pour l'acide formique soit par 46,02g et avec pour le CO2 produit -393,5KJ/mole et H2 gazeux avec +0,9KJ/mole indique que la décomposition de l'acide formique demande un peu d'énergie de 425-393,5+0,9 =32,4KJ/mole non considérée par Gaston, par rapport à 286 ou 237KJ/mole, ce qui réduit à 237-32,4=204,6KJ/mole de H2 soit pour 53g par litre de formique et 2 g par mole de H2 donne :
204,6/2x53=5421KJ/l soit 1,5KWh/litre

... une mole de H2 pèse 2g et que donc 53g contient 53/2=26,5moles de H2
De plus il s'agit de 53g/litre avec densité de 1,22Kg/ litre cela donne en H2 43,44g/Kg d'acide formique.
donc pour un avion en poids soit 5421/1.22=4443KJ/kilo=1,234KWh/Kilo de formique.

Ceci est à comparer au Kérosène à 43,15KJ/Kg soit 12KWh/Kilo et donc avec un facteur un peu plus de 12/1.234=9,7 fois moins en énergie par Kilo d'acide formique par rapport au kilo de kérosène !!
Pour un avion, la même énergie demande 9,7 fois plus de poids d'acide formique que de kérosène.!!
Même en améliorant le rendement sur un avion électrique, par rapport à un réacteur à kérosène, on restera loin de la légèreté du carburant kérosène.

lire :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Acide_m%C3 ... o%C3%AFque
et surtout même en anglais :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Enthalpie_ ... _formation
http://en.wikipedia.org/wiki/Standard_e ... _formation
http://fr.wikipedia.org/wiki/Dihydrog%C3%A8ne

Sinon, comme cité par Obamot, les acides organiques sont réactifs d'autant plus que le bilan enthalpique donne de l'énergie.

Enfn la citation de Obamot :

Propriétés chimico-physiques
La liaison O-O est instable due au degré d'oxydation de l'oxygène égal à -1. Le groupe fonctionnel est ainsi très réactif et peut réagir en tant qu'oxydant (cas le plus courant) ou réducteur (pour quelques composés tel le peroxyde d'hydrogène) afin d'atteindre des degrés d'oxydation plus stables. Une autre propriété de ce groupe est sa capacité à former des radicaux par clivage homolytique de la liaison O-O. Ce clivage peut être initié thermiquement, par catalyse ou par UV.

ne se trouve pas dans l'acide organique carboxylique acide formique ou méthanoïque :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Acide_carboxylique
car il n'y a pas de liaison O-O !!
mais dans les peroxydes car deux oxygènes peuvent avoir des disposition très différentes :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Peroxyde
http://en.wikipedia.org/wiki/Peroxide
très très réactifs, très différents, de l'acide formique, rien à voir comme l'eau oxygénée l'est avec l'eau ordinaire, agents de blanchiments des tissus aussi efficaces que l'eau de Javel, et parfois explosifs (éthers trop vieux qui ont blessé et tué des chimistes ), très utiles en chimie vu leur réactivité, etc.....

Heureusement, car la voiture EPFL serait explosive du type Kamikaze terroriste !

Lire avec soin les liens wikipedia !!!

[BobFuck]

Hop, je remonte ce sujet parce qu'Obamot râle que personne s'y intéresse.

Bon, l'acide formique, c'est une connerie bien sûr.

http://www.carbonrecycling.is/

Les islandais creusent : ils trouvent de l'eau chaude, dans l'eau chaude il y a du CO2 en quantité. C'est du Perrier chaud, en gros.

Chaleur => Turbine => Électricité
Électricité + Eau + Chaleur => H2
H2 + CO2 => Méthanol

Autrement dit, ils fabriquent du méthanol (un excellent carburant, et une excellente base chimique, contrairement à l'hydrogène intransportable) avec de l'eau chaude.

Couillu. L'usine fonctionne depuis 1 an, apparemment ça marche.

Moralité : le CO2 va probablement devenir un déchet valorisable (et donc rentable, et donc recyclé) bien avant que les réchauffistes n'aient réussi à prouver quoi que ce soit.

En vérité, je vous le dis, nous faisons face à un grand danger : quand le capitalisme apatride aura extrait la dernière mole de CO2 de l'atmosphère pour nous le vendre transformé en carburant ou en plastiques, ce sera la grande glaciation ! Vite, il faut taxer tout ça, monter une Bourse d'Échanges Moralement Équitables, etc.

[Obamot]

Et non s'en n'est pas! on en a déjà parlé en page 2, relis:

https://www.econologie.com/forums/post204712.html#204712

On attend que Bob dise: combien ça coûte de le faire, comme par exemple quel est le catalyseur utilisé ...et qu'il donne des valeurs de rendement, paskeu sinon c'est lui qui nous racconte des c....ries. Ah, c'est malin.

Pas ma citation d'ailleurs, DD l'a repris en me citant, mais c'était wiki.

Donc non je ne râle pas, je prends pas position, je demande à notre chimiste

Et si lui y dit ksébien, j'vais pas dire le contraire...

Bob se complique la tâche avec son Co2, et comment fait-il pour stocker son méthanol sans danger, et que fait-il si il n'a pas d'eau chaude:

Stocker l'énergie du Soleil avec de l'eau et de la rouille

Des chercheurs de l’EPFL produisent de l’hydrogène avec du soleil, de l’eau et… de la rouille! Ils ouvrent la voie à une solution à la fois économique et écologique pour stocker les énergies renouvelables.

Comment stocker l’énergie solaire, la rendre disponible à n’importe quelle heure du jour et, bien sûr, de la nuit? Des chercheurs de l’EPFL développent une technologie qui transforme la lumière en un carburant propre et au bilan carbone neutre: de l’hydrogène. La recette a pour ingrédients de base de l’eau et des oxydes métalliques – par exemple de l’oxyde de fer, ou plus prosaïquement de la rouille. C’est volontairement que Kevin Sivula et ses collègues se sont limités à des matériaux et des techniques de fabrications extrêmement bon marché. Les scientifiques comptent ainsi ouvrir la voie à un hydrogène solaire économiquement viable. Ce dispositif, encore expérimental, fait l’objet d’une publication dans Nature Photonics.

L’idée de convertir l’énergie solaire en hydrogène n’est pas nouvelle. Des chercheurs y travaillent depuis plus de quatre décennies. C’est pendant les années 90 que l’EPFL se lance sur ce créneau, avec les travaux de Michael Grätzel. En collaboration avec un collègue de l’Université de Genève, il invente une sorte de cellule solaire connue sous le nom de «cellule photoélectrochimique» (PEC) capable de produire directement de l’hydrogène à partir d’eau. Le prototype tire parti des principes de la cellule solaire à colorant – inventée par le même Michael Grätzel - combinée à un semi-conducteur à base d’oxydes.

Le dispositif est entièrement intégré. Les électrons produits sont directement utilisés pour libérer l’oxygène et l’hydrogène de l’eau. Dans le même bain, deux couches distinctes sont chargées de générer des électrons une fois stimulées par la lumière : un semi-conducteur, capable de libérer l’oxygène, et une cellule à colorant, qui a pour tâche de libérer l’hydrogène.

Le matériau le plus cher: la plaque de verre!
Pour son dernier prototype, l’équipe de Kevin Sivula s’est attelée à résoudre le problème principal de la technologie PEC, à savoir le coût. «Une équipe américaine est parvenue à atteindre un rendement impressionnant de 12,4%, raconte Kevin Sivula. Le système est très intéressant au niveau théorique, mais avec leur méthode, 10 centimètres carrés de surface coûtent quelque 10'000 dollars à produire.»

D’emblée, les chercheurs se sont imposé de n’utiliser que des matériaux et des techniques abordables. Une contrainte de taille. «Le matériau le plus cher de notre dispositif est la plaque de verre!», explique Kevin Sivula. Le rendement est encore faible – entre 1,4 et 3,6%, suivant les divers prototypes testés. Mais le potentiel de la technologie est considérable. «Avec notre concept le meilleur marché, à base d’oxyde de fer, nous pouvons espérer atteindre un rendement de 10% en quelques années, pour un coût ne dépassant pas les 80 dollars au mètre carré. A ce prix, nous serons concurrentiels avec les méthodes traditionnelles d’extraction de l’hydrogène.»

Le semi-conducteur, chargé de libérer l’oxygène, n’est autre que de l’oxyde de fer. «C’est un matériau abondant et stable. Aucune chance qu’il ne rouille encore plus. Mais c’est aussi l’un des pires semi-conducteurs qui soient!» plaisante Kevin Sivula.

De la nano-rouille dopée au silicium
C’est pourquoi l’oxyde de fer utilisé par les chercheurs est un peu plus élaboré que la rouille d’un vieux clou. Nanostructuré, dopé à l’oxyde de silicium, recouvert d’une couche nanométrique d’oxyde d’aluminium et de cobalt… Autant de traitements qui optimisent les propriétés électrochimiques du matériel, mais qui restent simples à appliquer. «Il nous fallait une méthode facile, où l’on puisse simplement tremper le matériau ou le peindre.»

La deuxième partie du dispositif est constituée d’un colorant et de dioxyde de titane – les ingrédients de base de la cellule solaire à colorant. Cette seconde strate permet aux électrons transférés par l’oxyde de fer de gagner assez d’énergie pour extraire l’hydrogène de l’eau.

Un potentiel prometteur – jusqu’à 16%
De 10% dans quelques années, Kevin Sivula estime qu’il pourra au final atteindre un rendement de 16%, tout en gardant la logique low-cost qui fait tout l’intérêt de la démarche. En permettant de stocker l’énergie solaire à moindre coûts, le système développé à l'EPFL pourrait considérablement augmenter le potentiel de cette filière.

http://actu.epfl.ch/news/stocker-l-ener ... -et-de-la/