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Réacteur intelligent de stockage de l’hydrogène sous forme d’hydrure métallique

IP.com Disclosure Number: IPCOM000033206D
Publication Date: 2004-Dec-01
Document File: 3 page(s) / 43K

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Réacteur intelligent de stockage de l’hydrogène sous forme d’hydrure métallique

1°) Le contexte

Le stockage de l’hydrogène sous forme d’hydrure métallique présente potentiellement un certain nombre d’avantages par rapport au stockage plus conventionnel sous pression. Citons (i) des densités volumiques de stockage en hydrogène supérieures à celle de l’hydrogène liquide, (ii) des pressions d’absorption / soutirage pratiquement constantes à une température donnée. Cette seconde propriété remarquable permet d’envisager la réalisation de sources d’hydrogène à pression ou débit constants. L’ajustement de la pression de travail, de quelques millibars à quelques dizaines de bars en fonction des applications, se fait (i) en choisissant le matériau de stockage et (ii) en ajustant la température du réacteur. L’ajustement du débit se fait en contrôlant la différence de pression entre le réacteur et l’application. Par ailleurs, la possibilité de stocker de grandes quantités d’hydrogène à des pressions voisines de la pression atmosphérique procure un surcroît de sécurité dans l’utilisation de l’hydrogène en minimisant la pression de stockage.

                    Pour atteindre ces objectifs sur un nombre de cycles compatible avec une application industrielle, une gestion optimisée des processus de chargement / soutirage de l’hydrogène est nécessaire. Une telle gestion requiert la prise en compte de certaines particularités propres aux matériaux de stockage utilisés, parmi lesquelles :

ü      les processus mis en jeu pendant l’absorption / désorption de l’hydrogène (transformations de phase à l’état solide) s’accompagnent généralement de phénomènes thermiques importants (exothermicité de l’absorption et endothermicité de la désorption) ; d’autre part, les contraintes mécaniques générées par l’absorption d’hydrogène conduisent à une pulvérisation du matériau ; la combinaison de ces deux facteurs peut conduire, en cours d’absorption, à la formation de points chauds dans le matériau, lesquels, à leur tour, peuvent induire des transformations structurales avec diminution de la teneur en phase absorbante c’est à dire une dégradation du matériau ; en conséquence, le contrôle du flux d’hydrogène, et à travers lui la croissance / dissolution des phases hydrogénées, est primordial pour maintenir la capacité de stockage du matériau sur un nombre de cycle économiquement rentable ;

ü      à contrario des bouteilles de gaz comprimé dans lesquelles les pressions de chargement / soutirage sont proportionnelles au taux de remplissage, les matériaux métalliques utilisés pour le stockage de l’hydrogène sous forme d’hydrures permettent de travailler en absorption / désorption à des pressions pratiquement constantes. La mesure de ces pressions donne accès de manière très imprécise au taux de charge. La connaissance de la composition et ...