Mise en réserve de l’énergie
Chacun connait l'importance de mettre l'énergie en réserve que ce soit à bord des véhicules ou pour une utilisation statique.
Dans ce but, on peut utiliser l'acide formique (appelé aussi acide méthanoïque).
La décomposition de l'acide formique donne de l'hydrogène et du CO2 : l'hydrogène alimente la pile à combustible pour produire de l'électricité et le CO2 est liquéfié et stocké dans un réservoir.
Quand de l'électricité est disponible, elle permet la production d'hydrogène (par électrolyse de l'eau) : l'hydrogène combinée avec le CO2 en réserve redonne l'acide formique.
L'idée est exposée sous forme de 4 astuces :
Astuce n° 1 : deux réservoirs déformables enfermés dans une enveloppe rigide :
- l'un contenant l'acide formique (HCOOH) qui sera décomposé en hydrogène (H2) et en CO2,
- l’autre contenant le CO2 liquide.
Pendant l’utilisation, un réservoir se vide (acide formique) et l’autre se remplit (CO2).
A la station de remplissage, un pistolet à deux orifices permet l’opération inverse : remplir le réservoir d’acide formique et vider le réservoir de CO2 liquide.
Les réservoirs déformables existent déjà sur les voitures de F1.
En ce qui concerne la décomposition de l'acide formique, il y a la méthode de Gabor Laurenczy de l'EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne).
Vous avez aussi une vidéo mais en anglais.
Astuce n° 2 : on utilise la chaleur dégagée par la pile pour la dissociation de l’acide formique, qui peut s’effectuer à basse température (env. 80°C) en utilisant les catalyseurs appropriés, et qui permet d'obtenir des pressions élevées et sans production de monoxyde de carbone (CO).
Si on compare avec le méthanol, il faut atteindre près de 270°C, même avec catalyseurs, pour la dissociation : on ne peut donc pas profiter de la chaleur de la pile, autrement dit, il faut utiliser environ 20% de l'hydrogène produit pour la dissociation.
Astuce n° 3 : on liquéfie le CO2 pour pouvoir le stocker dans le réservoir.
Pour liquéfier le CO2, on abaisse la pression :
- pour l’hydrogène, à la pression d’entrée dans la pile,
- pour le CO2, dans l’intervalle de pression défini par le diagramme de phase pression-température du dioxyde de carbone en tenant compte du point triple et du point critique pour permettre de liquéfier le CO2.
Voir ce diagramme.
Astuce n° 4 : on régénère l'électrolyte de la pile
Dans l’exemple (voir figure), c’est une pile alcaline (AFC) qui a été choisie, essentiellement pour tenir compte du coût des électrodes, mais aussi du rendement et de la température.
L’électrolyte étant traditionnellement une solution de KOH, cela pose le problème de la formation de carbonates à cause du CO2 contenu dans l’air.
Il faut donc :
- soit capter le CO2 avant l’entrée de l’air dans la pile,
- soit vidanger régulièrement l’électrolyte et le remplacer (un peu comme on vidange, actuellement, l'huile moteur),
- soit séparer et traiter les carbonates directement à bord du véhicule.
12 réactions
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Jacques_M
6 février 2013 17:48
l’acide formique du départ, je suppose ?
il y a 2 solutions :
1) on peut partir du CO2, mais il faut qu’il soit pur,
2) on part du méthane (quelque soit son origine, bio ou de récupération) et on le fait réagir avec de l’eau oxygénée (H2O2) dans des conditions douces (voir IRCELYON, CNRS / Université Lyon 1).
3) il existe plusieurs autres méthodes (à partir du méthanol par ex.). -
Le printemps arrive
6 février 2013 18:45
@almodis :
des fourmis pardi !
On va inventer le métier de récupérateur à acide formique, celui-ci sera munis d’un récipient, ira énerver les fourmis et adroitement il se placera à l’endroit idéal pour récupérer ce fameux liquide qui brûle quand on se fait « piquer » par une fourmi.
@l’auteur, ce trait d’humour ne m’a pas empêché d’apprécier votre article.
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wawa
6 février 2013 18:27
tout cela est bien joli mais l’hydrogène ne représente que 2/46 de la masse de l’acide formique soit 4.4% de 120 MJ/kg soit 5Mj/kg, soit deja la moitie de l’energie mecanique obtenue avec du gazoil dans un diesel. Le rendement des PAC etant actuellement 60 à 70% nous voila au tiers du potentiel gasoil.
quand au application statique de stocakage de l’electricite, elle se heurte au rendement deplorable de l’electrolyse de l’eau. amha non concurentiel par rapport au station de pompage (si la geologie le permet) , aux volant d’inertie (si le temps de stockage est faible) ou aux batterie sodium-souffre.
bon article malgré tout
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Jacques_M
6 février 2013 19:04
1) il faudrait évidemment un réservoir plus important ; si on compte 1 kg d’H2 par 100 km, une autonomie de 600 km, on aurait donc une masse de : 6 x 23 kg = 138 kg, soit environ 100 kg en plus qu’actuellement.
Il faudrait aussi comparer la masse de la pile et du moteur électrique par rapport à un moteur thermique et une boîte de vitesse.
D’autre part, la masse dans les réservoirs étant constante, le centre de gravité du véhicule ne serait pas modifié et pourrait se situer au plus bas.2) il paraît que certains électrolyseurs atteignent actuellement un rendement de 70% .
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pierrot
7 février 2013 16:33
C’est une variante de la pile à combustible où l’électrolyse de l’eau ou la décomposition d’un hydrocarbure génère de l’hydrogène et soit de l’oxygène soit du méthane etc ou du CO2 dans le cas proposé par l’auteur à partir de l’acide formique.
Mais dans tous les cas : produite de l’hydrogène puis reformer de l’eau ou de l’acide formique etc. ne permet pas de récupérer la totalité de la quantité d’énergie fournie initialement.
C’est là le moindre défaut de la pile à combustible qui sera utile dans des cas marginaux (sites isolés, ...). -
joletaxi
10 février 2013 12:03
Depuis le temps que l’on cherche !
après le premier choc pétrolier, Mme tatcher avait déjà mis sur pied une équipe de scientifiques et d’ingénieurs pour tenter d’élaborer un projet de petit véhicule urbain électrique.
Ils avaient même été très loin dans la démarche.dans tous les cas de figure, le véhicule utilisant le pétrole ou le gaz reste le plus viable.
Et comme les perspectives restent favorables, on voit mal le bien fondé de toute cette dépense d’énergie et de moyen gaspillés pour mettre sur le marché des véhicules notablement plus chers,pas si « écologiques » que cela,et n’intéressant pas le public.
Par exemple, dans l’accord destiné à sauver GM, l’administration US avait exigé la mise sur le marché d’un véhicule apte à sauver les ours polaires.
Résultat, une gabegie financière incroyable pour produire un véhicule ma foi très réussi, la Volt, dont les ven,tes restent confidentielles, et dont chaque exemplaire vendu, à ce journ coûte 175.000 $ au contribuable américain.Il y a dans les sol, dans les puits connus, 2 fois plus de pétrole, que tout ce qui a été extrait de puis l’érection du premier derrick !
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JL
10 février 2013 16:38
Article intéressant. Il faut attendre les progrès techniques, application par application ; je veux dire selon qu’on envisage de grosses installations, ou des installations embarquées.
Joletaxi écrit ci-dessus : ’’ Il y a dans les sol, dans les puits connus, 2 fois plus de pétrole, que tout ce qui a été extrait de puis l’érection du premier derrick ’’
Peut-être, mais il est probable que ça coûtera très cher, et qu’on aura ravagé les paysages pour exploiter les gaz schiste, avant d’y recourir.
Ceci dit, l’extraction des gaz de schistes qui est un vrai poison pour l’environnement n’intéresse pas seulement l’industrie pétrolière. Mardi 12 février, Arte a programmé deux documentaires à ne pas manquer :
La première, à 20H50, ’’ Bruxelles business ’’, sous titrée ’’ Mais qui contrôle vraiment l’Europe ’’ est consacrée au phénomène des lobbies.
L’autre, ’’ Water makes money ’’ porte un sous-titre très évocateur lui aussi : ’’Comment les multinationales transforment l’eau en argent ’’.
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joletaxi
10 février 2013 19:10
Ceci dit, l’extraction des gaz de schistes qui est un vrai poison pour l’environnement
c’est surtout un vrai poison pour la secte écolo, cette exploitation met en péril toute la faune capitaliste de connivence qui se sert grassement du plantureux fromage des subventions pompées dans nos poches,accordées en vertu de la lutte contre le CO2,lutte vaine puisque nous sommes les seuls crétins à mettre ainsi en péril notre bien fragile bien-être.
On retrouve donc les mêmes méthodes de désinformation, de mensonges, d’agitation de peurs illusoires, avec les mêmes relais qui ont servi aux antinucs
Il ne serait pas étonnant que l’on retrouve le financier russe, toujours dans les mêmes circuits.On combat les barbus dans le désert, mais nos plus dangereux ennemis sont ici ,parmi nous
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escoe
11 février 2013 09:58
> On combat les barbus dans le désert, mais nos plus dangereux ennemis sont ici ,parmi nous
Calmez vous !
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escoe
11 février 2013 09:56
Tout ça fait gentiment l’impasse sur la nature du catalyseur à employer. Dans les réactions de carbonylation (par exemple CH3OH + CO —> CH3COOH) on emploie du rhodium qui est plus cher que le platine. Ca laisse mal augurer du futur industriel de la filière acide formique.
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Jacques_M
11 février 2013 10:20
@escoe
Non.
Si vous ouvrez le lien indiqué dans l’article, il est mentionné :
" Enfin, les chercheurs ont travaillé sur un procédé de catalyse basé sur le ferun métal facilement disponible et peu coûteux, en comparaison des métaux « nobles » comme le platine ou le ruthénium. Comme dans toutes catalyses, aucune matière n’est dégradée pendant le processus."
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