La compression de l’hydrogène prend de l’importance en tant que vecteur d’énergie propre. Il offre une solution prometteuse à la demande croissante d’énergie durable. Cependant, l’exploitation du potentiel de l’hydrogène nécessite des méthodes de stockage et de transport efficaces. La technologie à semi-conducteurs de GRZ est applicable dans de nombreux cas et facilite grandement la manipulation de l’hydrogène. En particulier, cela élimine souvent le besoin d’un compresseur. Cependant, dans certaines applications, il est nécessaire.
Aperçu général de la compression de l’hydrogène #
Compte tenu de sa faible densité, l’hydrogène occupe un volume important à l’état gazeux naturel. Par conséquent, la compression est nécessaire pour augmenter sa pression. La compression de l’hydrogène réduit considérablement son volume, comme c’est le cas pour certaines applications. Cet hydrogène comprimé peut ensuite être utilisé dans diverses applications, par exemple pour alimenter des voitures à hydrogène.
Aspects techniques de la compression de l’hydrogène #
Il existe différents types de compresseurs d’hydrogène basés sur différents principes physiques. Aujourd’hui, les compresseurs mécaniques sont les appareils les plus couramment utilisés. Ils comprennent les compresseurs à pistons alternatifs, les compresseurs à membrane et les compresseurs rotatifs à vis. Chaque type fonctionne sur des principes légèrement différents, tous réalisent une réduction du volume d’hydrogène grâce à une augmentation de sa pression.
Les compresseurs électrochimiques utilisent des membranes échangeuses de protons pour comprimer l’hydrogène. Lorsqu’un courant électrique traverse la membrane, les ions hydrogène migrent, se recombinent en molécules d’hydrogène et se compriment du côté haute pression. Cette méthode offre un rendement et une pureté élevés, ce qui la rend adaptée aux applications haut de gamme comme les piles à combustible.
Les défis de la compression de l’hydrogène #
De nombreux défis sont liés aux matériaux et à la durabilité. La fragilisation par l’hydrogène est une préoccupation importante. Ce phénomène se produit lorsque des atomes d’hydrogène diffusent dans les matériaux utilisés, les rendant cassants et sujets à la fissuration. Par conséquent, les matériaux utilisés doivent être soigneusement sélectionnés et comprennent souvent de l’acier inoxydable ou des alliages avancés. De plus, les fuites et la sécurité sont une préoccupation lors de l’utilisation de certaines technologies de compression. La petite taille moléculaire de l’hydrogène le rend sujet aux fuites, ce qui présente des risques pour la sécurité en raison de son inflammabilité. Des technologies d’étanchéité avancées et un entretien régulier sont essentiels pour garantir l’intégrité du système et prévenir les accidents. Enfin, le coût et l’efficacité énergétique sont pertinents. La compression de l’hydrogène nécessite une énergie considérable, ce qui a un impact sur l’efficacité globale de l’hydrogène en tant que vecteur énergétique.
Applications et perspectives d’avenir #
La compression de l’hydrogène est essentielle dans les stations de ravitaillement en hydrogène pour les véhicules qui ont aujourd’hui besoin d’hydrogène de 350 bar(g) ou 700 bar(g) pour se ravitailler. L’hydrogène comprimé est également utilisé dans divers procédés industriels, par exemple le raffinage du pétrole et le traitement des métaux. Les progrès des technologies de compression peuvent améliorer considérablement l’efficacité et l’empreinte environnementale de ces processus. Les innovations dans la conception et le fonctionnement des compresseurs sont essentielles à l’évolution continue de l’industrie de l’hydrogène.
Compresseur thermique d’hydrogène HyCo #
GRZ Technologies a contribué à résoudre le défi de la compression de l’hydrogène en étant le pionnier de l’application d’une nouvelle technologie basée sur un tout nouveau principe de fonctionnement : la compression thermique de l’hydrogène avec l’utilisation de matériaux porteurs solides. Pour ce type de compression, GRZ utilise des matériaux porteurs d’hydrogène solides. Lorsqu’ils sont saturés en hydrogène, leur pression augmente de façon exponentielle en fonction de la température. Cette configuration permet de comprimer avec de la chaleur (résiduelle). De plus, la partie hydrogène de la machine peut être construite sans pièces mobiles, elle est donc silencieuse, sans vibrations, sans fuite et ne nécessite qu’un minimum ou pas d’entretien. La technologie a considérablement réduit le coût actualisé de la compression dans de nombreuses applications. Un exemple d’un tel compresseur est montré sur l’image ci-dessous :
Outre les applications industrielles, GRZ a également introduit avec succès sa technologie de compression pour les petites applications en laboratoire : les appareils FLEXI HyCo sont vendus dans le monde entier par le principal fournisseur de laboratoires d’hydrogène, KEP Technologies.
En conclusion, la compréhension de l’hydrogène est essentielle dans l’économie de l’hydrogène. Relever les défis techniques qui y sont associés permettra une adoption plus large de l’hydrogène en tant que source d’énergie propre, contribuant ainsi de manière significative aux efforts mondiaux de durabilité. La poursuite de la recherche et de l’innovation dans ce domaine est essentielle pour libérer tout le potentiel de l’hydrogène et faciliter la transition vers un avenir plus vert.
