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cycle thermochimique de production hydrogène



  1. #1
    alopex

    cycle thermochimique de production hydrogène


    ------

    Hello,

    Je m'intéresse aux cycles thermochimiques de production d'hydrogène. Je constate qu'un gros effort de recherche est conduit sur le cycle SI basé sur la réaction de Bunsen. Pour mémoire le cycle est le suivant:
    I2 + SO2 + 2H2O -> 2HI + H2SO4
    H2SO4 -> H2O +SO3
    SO3 -> SO2 + 0.5 O2
    2HI -> H2 + I2
    La température haute du cycle est de 850°C environ (décomposition de SO3).
    Quelqu'un peut il m'expliquer pourquoi ce cycle fait l'objet d'autant d'attentions alors qu'il est tout de meme assez complexe (4 réactions) et avec une température haute certes relativement favorable mais sans plus.

    Si je considère le cycle suivant:
    Sn + H2O -> SnO2
    SnO2 + C -> Sn + CO2
    La seconde réaction est déjà possible à 700°C. Alors quel est le mystère?

    -----

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  3. #2
    Thrr-Gilag

    Re : cycle thermochimique de production hydrogène

    L'avantage de ce cycle est qu'il ne produit rien à part de l'O2 et du H2.
    Il s'agit donc d'un cycle de production "propre" sans émission de CO2 contrairement au cycle avec catalyse par l'étain que tu proposes.

    L'enjeu étant évidemment de produire un vecteur énergétique sans production de CO2, auquel cas sinon, il est plus interessant d'utiliser directement des combustibles fossiles.

    Evidemment ce procédé est plus avantageux économiquement que la simple hydrolyse de l'eau dont au bilan final elle donne les mêmes résultats (H2O --> 1/2 O2 + H2)

    http://www.gedeon.prd.fr/ATELIERS/gr...peon_12_03.pdf

  4. #3
    alopex

    Re : cycle thermochimique de production hydrogène

    Hello,
    Merci pour ta réponse. Le cycle SI ne produit pas de CO2 SEULEMENT si la chaleur nécessaire à la réaction endothermique (décomposition de l'acide sulfurique) est produite sans émission de CO2!
    Ca y est j'ai compris!! Bon sang mais c'est bien sur! Et dire que je n'ai pas deviné alors que le CEA travaille la dessus!
    Ils comptent bien entendu faire fonctionner leur cycle avec la chaleur d'un réacteur nucléaire haute température (5° génération) et non avec des combustibles fossiles et encore moins avec de la biomasse...

  5. #4
    alopex

    Re : cycle thermochimique de production hydrogène

    Au fait, merci beaucoup pour ton pdf. J'avais déjà lu des variantes de celui-ci dénichés sur le net mais celui-ci contient des précisions intéressantes.
    Est ce que par hasard tu travailles toi même sur ce cycle?
    Sinon, je suis moi dans une réflexion sur basée sur la biomasse ligneuse sous forme de charbon de bois. On sais bien sur faire du gaz de synthèse par gazéification du charbon de bois. L'idée est de trouver un procédé qui réunit les avantages suivants:
    - production directe d'H2 pur sous pression (+/- 10 bars) sans les complications classiques (installation cryogénique, réaction de shift, lavage du CO2, du CO résiduel, etc) dans l'optique d'installations "décentralisées".

    Tout le contraire du CEA quoi...

  6. #5
    chatelot16

    Re : cycle thermochimique de production hydrogène

    pour bien utiliser le bois il n'y a rien a inventer : ca a marché en 1850 : pyrolyse du bois pour faire du charbon de bois et on recupere au passage du methanol acetone et acide acetique qui peut etre transformé en acetone

    donc il suffir d'utiliser le charbon de bois pour le chauffage , et l'acetone et le methanol comme carburant liquide pour les vehicule

    l'hydrogene est une fausse bonne idée pour les vehicule : les pile a combustible pourrait theoriquement avoir un meilleur rendement que les moteur thermique mais ce n'est malheureusement pas encore le cas , et en plus les perte d'energie pour le stockage de l'hydrogene sont catastrophiques

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    chatelot16

    Re : cycle thermochimique de production hydrogène

    par contre la transformation directe de la chaleur nucleaire en carburant chimique est une possibilité que je ne connaissait pas : ca pourrait etre une bonne methode pour faire tourner les reacteurs a pleine puissance quand on a pas besoin d'electricité : mais il vaudrait mieux faire un carburant plus pratique que l'hydrogene

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  10. #7
    alopex

    Re : cycle thermochimique de production hydrogène

    Hello Chatelot,

    Je suis bien d'accord avec toi qu'il faut un peu regarder en arrière pour aller de l'avant. Quand j'entend des gens par exemple de l'ADEME me dire que la gazéification du bois est une technologie innovante, que la synthèse Fischer Tropsch n'en est qu'au stade de la recherche et j'en passe, je ne peux m'empêcher de penser qu'on est dirigés par des imbéciles ou alors des esprits intelectuellement malhonnêtes...Mais trève de polémique!

    Je suis également d’accord pour dire que la valorisation de la biomasse passe par le charbon de bois. La biomasse est une matière complexe et forcément hétérogène, alors qu’on a besoin de réactifs bien caractérisés pour faire de la chimie dans de bonnes conditions. C’est comme le coke avec la houille.

    Par contre, l’utilisation des sous-produits liquides et gazeux de la pyrolyse pose de vrais problèmes. On obtient certes une palette de composés intéressants, mais difficiles à isoler dans un mélange lui-même fort hétérogène. On peut le brûler pour produire de la chaleur et ou de l’électricité mais de la à faire un carburant automobile, j’en doute…

    Je suis encore d’accord pour dire que l’hydrogène n’est pas un vecteur énergétique réaliste. Je penche pour ma part pour un vecteur énergétique secondaire qui pourrait être l’ammoniac (cf mon post à ce sujet dans « Technologies »).

    L’ammoniac peut être produit directement par le cycle thermochimique suivant :
    Al2O3 + N2 + 3C -> 2AlN + 3CO
    2AlN + 3H2O -> 2 NH3 + Al2O3
    Là encore, il s’agit d’une « vieille réaction oubliée » qui était utilisée il y a plus de cent ans pour faire du NH3 avant la mise au point du procédé Haber. Le C pourrait très bien être du charbon de bois.

    Comme la première réaction est pas évidente à mettre en œuvre, on peut se rabattre sur le procédé Haber N2 + 3H2 –> 2 NH3.

    On a besoin d’hydrogène pur (vierge de CO qui est poison du catalyseur) et sous pression. On peut faire l’usine à gaz classique (gazeification, shift, lavage CO2, épuration CO, compression) ou recourir à un cycle thermochimique par exemple
    Sn + H2O -> SnO2 + H2
    SnO2 + C -> Sn + CO2

    Quels que soient les procédés, il faut toujours pouvoir apporter de la chaleur pour faire la réaction bilan endothermique H2O -> H2 + ½ O2 ; DH= +242 kJ/mol. Cette chaleur peut être apportée par une combustion mais aussi par une réaction nucléaire. L’uranium fond à 1405 K (1132 °C) et je ne crois pas qu’on puisse raisonnablement envisager de dépasser disons
    1000 °C dans un réacteur. De ce fait on cherche des cycles dont la température maxi est de l’ordre de 850-900 °C comme c’est le cas du cycle SI.

    Cela suppose de développer de nouveaux types de réacteurs dits de 5° génération. Les réacteurs PWR actuels (3° gen) et futurs (EPR – 4 ° gen) ne permettent guère de dépasser
    300 °C. Pour ce faire, il faut un caloporteur à haute température style sodium fondu (Superphénix…), métal liquide, gaz hélium ou CO2. Il faut aussi un modérateur style graphite (Tchernobyl…). Il faut aussi une cuve qui puisse résister à ces températures et au flux neutronique (bonjour les contraintes…). Ensuite il faut un échangeur à haute température ce qui n’est pas non plus évident. Bref, l’idée est sympa mais il y a encore du pain sur la planche avant d’y être !! Là encore il est amusant de constater qu’on risque de revenir aux vieilles idées, car n’oublions pas que les premiers réacteurs étaient des graphite/gaz…

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