Wiki - Tout savoir sur l’hydrogène

Mis à jour le 19 mai 2024

Stockage d’hydrogène à l’état solide

L’hydrogène est un vecteur énergétique avec une densité énergétique élevée par poids, mais c’est aussi un gaz léger. Notre article sur l’hydrogène décrit cela plus en détail. Pour cette raison, les systèmes de stockage d’hydrogène à semi-conducteurs DASH sont une option intéressante pour l’infrastructure hydrogène. Dans ces stockages, l’hydrogène n’est stocké ni sous forme liquide ni sous forme gazeuse, mais sous forme solide dans un matériau porteur inorganique, l’hydrure métallique.

Bases de la technologie #

La base de cette forme de stockage de l’hydrogène est que les composés métalliques utilisés par GRZ Technologies absorbent l’hydrogène dans les bonnes conditions. Ce processus est illustré ci-dessous.

L’hydrogène est stocké dans un matériau porteur solide.

Lors de l’absorption, les molécules d’hydrogène (H2) se divisent en atomes d’hydrogène individuels (H). Les atomes d’hydrogène individuels se déplacent ensuite dans les sites interstitiels de l’alliage métallique. Les distances entre les noyaux atomiques individuels deviennent significativement plus petites qu’elles ne le seraient en phase gazeuse. En conséquence, la densité volumétrique du stockage d’hydrogène est très élevée, tout comme la densité énergétique du système. Différents alliages peuvent être utilisés pour ce processus. Un exemple d’alliage est le LaNi5. La réaction chimique suivante se produit, lorsque l’hydrogène est absorbé par un tel alliage :

LaNi5 + 3H2 ⟶ LaNi5H6

Il est important de préciser que cet alliage est un exemple unique parmi toute une classe de matériaux. Les ingénieurs de GRZ Technologies développent le meilleur matériau pour chaque produit et optimisent ainsi les propriétés de l’ensemble du système.

Comparaison avec d’autres méthodes de stockage et avantages techniques #

Cependant, pour utiliser des hydrures métalliques comme stockage d’hydrogène à l’état solide, le choix du matériau n’est pas le seul à être décisif. Les propriétés de l’ensemble du système de stockage doivent également être optimisées, comme décrit dans la section « Conception et fabrication du système ». Un aspect clé de la technologie de stockage DASH est la densité de stockage volumétrique élevée. Elle dépend du matériau de stockage et est limitée à la fois par la taille des espaces entre les atomes dans le matériau porteur et par la distance entre les atomes H individuels. Selon le critère de Westlake (voir, par exemple, D.G. Westlake, J. Less-Common Metals 91 (1983), pp. 275-292), des densités de stockage volumétriques allant jusqu’à 245 kgH2/m3 sont théoriquement possibles avec cette technologie. À titre de comparaison : l’hydrogène liquide a une densité de 71 kgH2/m3 et l’hydrogène gazeux à 900 bars environ. 40 kgH2/m3. La technologie à base d’hydrure métallique de GRZ est extrêmement résistante aux cycles et permet une durée de vie de 25 ans ou plus. Nous pouvons utiliser toute la capacité disponible sans restrictions. Enfin, une caractéristique importante de la technologie est son respect de l’environnement. Le dispositif de stockage d’hydrogène à hydrure métallique DASH impressionne par son empreinte écologique considérablement réduite par rapport aux solutions de stockage d’énergie concurrentes existantes telles que les batteries au lithium. Les stockages sont entièrement recyclables et l’énergie utilisée pour la production des stockages est beaucoup plus faible.

Les propriétés de cette forme de stockage de l’hydrogène sont résumées et comparées à d’autres formes de stockage de l’hydrogène dans le tableau ci-dessous :

Gaz sous pression (basse pression)Gaz sous pression (haute pression)LiquideSemi-conducteurs
Avantages• Aucun compresseur requis
• Largement disponible
• Pressions modérées
• Densité volumétrique élevée (en particulier à 700 bar(g))• Densité volumétrique élevée
•Évolutif
• Faible coût de stockage actualisé
• Très haute densité volumétrique
• Excellente sécurité
• Basse pression
• Sans entretien
• Aucun compresseur ou liquéfacteur requis
• Pas de pertes pendant la charge et la décharge
Inconvénients• Grand volume
• La totalité de la capacité de stockage ne peut pas être utilisée
• Restrictions et coûts liés à la sécurité
• Pertes d’énergie importantes lors de la compression
• La capacité totale ne peut pas être utilisée
• Restrictions liées à la sécurité
• Un compresseur est nécessaire
• Pertes d’énergie importantes lors de la liquéfaction
• Restrictions liées à la sécurité
• Complexité technique : évaporation, refroidissement continu requis, etc.
• Densité gravimétrique plus faible
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