Bonjour,
Je me demandais si la réaction d'oxidoréduction qui se produit dans une pile à combustible à hydrogène, est énergétiquement équivalente à celle qui se produit lors de la combustion du dihydrogène.
Car cela me permettrait d'utiliser le pouvoir calorifique du dihydrogène dans des calculs concernant une PAC.
Merci d'avance pour vos réponses.
Bonjour,
Le dégagement de chaleur obtenu dans la combustion de H2 + O2 est de 286 kJ par mole d'eau liquide formée.
Le dégagement d'énergie électrique dans une pile à combustible à H2 + O2 est de 237 kJ par mole d'eau liquide formée.
On voit que ces quantités d'énergie ne sont pas égales.
Et il faut aussi dire que ce sont des valeurs théoriques, qui correspondent à un maximum Dans la pratique, il y a souvent des pertes, ce qui fait que dans une pile par exemple, on récupère moins de 237 kJ par mole d'eau formée.
Bonjour ,
On dit que le rendement des piles à combustible hydrogène atteint 40 à 60 % ( selon les types ) .
Donc , moins que la combustion parfaite et totale . Seulement , employer cette énergie calorifique dans un moteur va vous faire tomber le rendement à 25% environ .
Salut
Eau liquide , donc PCSEnvoyé par moco
286 kJ/mol , c' est le PCI
Bonjour,
Qu'appelles-tu PCI et PCS ?
Je maintiens que la formation d'une mole d'eau liquide à partir de gaz H2 et O2 libère 286 kJ/mole
Bonjour
Je crois que moco a raison : le "Handbook" fournit, à 25°C, les enthalpie molaires standard de formation suivantes :
eau liquide : -285,6kJ/mol
eau gaz : -241,8kJ/mol.
Bonjour
Le PCI correspond à la quantité de chaleur récupérée en formant de la vapeur d'eau. On utilise cette notion dans le domaine de l'énergie car concrètement il est difficile de récupérer l'eau sous forme liquide après combustion. On considère donc qu'un combustible fourni une énergie correspondant au PCI.
Pour répondre à la question posée : On peut effectivement augmenter le rendement global en récupérant la chaleur, mais on ne pourra pas en faire grande chose car c'est une chaleur à faible température.
Bonjour à tous,
Donnée récente depuis le 20 mai 2019 qui peut intéresser certain lecteurs :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Nombre_d%27Avogadro
Faire tout pour la paix afin que demain soit meilleur pour tous
Bonjour,
1. Pourquoi Sworex61 ne se manifeste-t-il pas depuis qu'il a posé sa question initiale ?
2. Que veut dire PCI et PCS ?
Poste de contrôle inférieur et poste de contrôle supérieur ?
Prise de conscience internationale et prise de conscience supranationale ?
Bonjour et merci à tous pour vos indications qui m'ont permis d'avancer dans mes calculs.
Pour être plus précis, mon objectif et est de pouvoir comparer les émissions de CO2 pour les différents types de véhicules Essence, Diesel, GPL, Hydrogène.
Pour cela je pensais déterminer l'énergie disponible correspondante à l'émission d'une mole de CO2. (PS: je ne prends pas en compte les autres types d'emission ex : particules fines, CO, ....)
J'ai donc trouvé les informations suivantes :
- pour l'Essence :
-35475kJ/L et des émissions de 51.8mol(CO2)/L et un rendement de 42 43 %
- pour le Gazole :
-38080kJ/L et des émissions de 60.6mol(CO2)/L et un rendement de 37 38 %
- Pour le GPL :
-(Propane) 2219kJ/mol(propane) et des émissions de 3 mol(CO2)/mol(Carburant) d'après l'équation de combustion
-(Butane) 2800kj/mol(butane) et des émissions de 4 mol(CO2)/mol(Carburant) d'après l'équation de combustion
- Pour l'Hydrogène :
-118kJ/mol(H2) et des émissions de 0.25 mol(CO2)/mol(H2) car je concidère que le dihydrogène est produit par reformage du méthane voir rapport AirLiquide) et un rendement de 40 60 %
En prenant en compte les différents rendements on se retrouve avec les résultats suivants :
- pour l'essence ; 287,63kJ/mol(CO2) (pour un rendement de 42%)
- pour le gazole : 232,50kJ/mol(CO2) (pour un rendement de 37%)
- pour l'hydrogène : 188,8 ou 283,2 kJ/mol(CO2) (pour un rendement de 40% et de 60%)
- pour le GPL le résultat sans prendre en compte le rendement je trouve 719kJ/mol(CO2)
Je trouve ces résulat un peu étrange car dans ce cas les véhicules à hydrogène sont moins intéressant qu'une simple voiture à essence, est ce que je rate quelquechose ?
Dans mes calculs j'ai concidéré que la totalité du dihydrogène était obtenue par reformage, or en réalité, seulement 80 % le sont, mais dans tous les cas je ne pense pas que cela va réellement changer les résultats.
De plus si vous avez une idée du rendement d'un moteur GPL je suis preneur, car je n'ai rien trouvé d'utilisable.
Encore merci à tous.
Je viens de me rendre compte que je n'avais pas mis le lien vers le rapport Air Liquide sur la production de Dihydrogène, le voici :
https://energies.airliquide.com/reso...oduce-hydrogen
Bonjour
Je rebondis sur la remarque de Trebor à propos de la constante d'Avogadro. Cela peut paraître un peu hors sujet, mais concerne tous les physiciens et chimistes. Une réforme importante du système d'unités internationales est entrée en vigueur le 20 mai dernier. Un peu sur le modèle du mètre défini en donnant à c une valeur exacte, toutes les unités fondamentales sont maintenant définies en donnant des valeur exactes à quelques constantes : c, h, NA, k, e ...
Plus de détails ici :
https://www.bipm.org/utils/common/pd...chure-9-FR.pdf
Oui en effet c'est intéressant de le savoir, mais je ne pense pas qu'il soit nécessaire de prendre en compte cette modification dans mes calculs qui sont déjà très approximatifs, car le changement de définition n'a pas réellement changée la valeur.
Google n' est pas ton ami ?
https://fr.wikipedia.org/wiki/Pouvoir_calorifique
En principe le diesel a un meilleur rendement que l' essence
Tu rates le fait qu' un moteur à hydrogène est en réalité un moteur au méthane .
Et on ne profite pas de l' énergie de la combustion du carbone .
Oui merci pour ta réponse, j'ai en effet inversé les rendements entre essence et diesel.
Mais pour être plus précis concernant ma démarche de calcul pour l'hydrogène :
- J'ai tout simplement dit que d'après la réaction de reformage qui nous permet de générer le dihydrogène, et d'après son équation de réaction globale : CH4 + 2H2O -> CO2 + 4H2 , on en déduit que 1mole de H2 nécessite l'émission de 0,25mole de CO2, mais sans plus.
- A coté de ça je considère la réaction d'oxydoréduction de la PAC, qui me fournit à un rendement près l'énergie disponible pour une mole de H2 consommée.
Puis je fais le rapport des deux pour obtenir une quantité en kJ/mol(CO2), même si le CO2 n'est pas émis dans le véhicule, il fait partie de son bilan écologique.
C'est vrai probablement pour un moteur thermique classique (à cycle Beau de Rochas), mais il est possible d'atteindre des rendements de près de 60% avec un cycle combiné (comme pour les centrales à gaz naturel) turbine+vapeur; ceci n'est possible que pour des installations importantes, type centrale électrique.
Ceci dit, un rendement de 50-60% à l'électrolyseur, une compression à 700 bars et un rendement de 50-60% à la génératrice d'électricité, ça ne fait guère que 25-30% au final, ce qui vent dire que sur 4 kWh électriques disponibles, on en jette 3 en cours de route pour en stocker 1 au final; c'est trop... surtout avec une débauche de technologie.
Je vous avoue que je commence à me perdre un peu dans les différents sujets qui se sont développés.
Mais je vous rappelle que je ne me concentre que sur les véhicules et non les centrales, du coup si vous avez des valeurs de rendement pour les différents types de motorisation (essence, diesel, GPL, H2) je suis preneur.
Aussi je ne suis pas sur d'avoir compris si dans le cas d'une PAC je dois utiliser le PCI ou le PCS.
En tout cas merci pour vos conseils.
C'est un problème récurent ici, il faut toujours recentrer le sujet parce que la majorité des intervenants aiment s'entendre parler.
J'ai lu en diagonale, mais il y a un soucis dans tes chiffres. Le diesel produit un peu moins de CO2, et le rendement des moteurs diesel est un peu meilleur (car la compression est plus forte, donc la température atteinte est plus haute).
Dans le cas d'une PAC on prend le PCS puisqu'il n'y a pas de vapeur d'eau qui s'échappe, mais ce PCS va correspondre à la somme de la quantité de chaleur et d'électricité.
Si par contre tu veux calculer un rendement il faut prendre la même base partout (PCI ou PCS peut importe du moment qu'on le défini), sinon la comparaison n'a pas de sens.
@sworex61
Ces données sont très faciles d'accès ( https://fr.wikipedia.org/wiki/Rendem...3%A0_explosion ).
Attention cependant, le rendement d'un moteur thermique suit une courbe en forme de bosse, le rendement maximum se situant en haut de la bosse, à un régime assez précis; or un moteur thermique, par principe, ne fonctionne pas toujours à ce régime, donc pas toujours au rendement maxi; par ailleurs, les phases de démarrage, de montée en température, de décélération sont toujours des phases de mauvais rendement; donc, le rendement réel d'un moteur est généralement bien inférieur aux chiffres annoncés...
Il n'en est pas de même dans les installations fixes tournant à régime continu.
Enfin, le rendement d'un moteur, énoncé en KJ/kg, dépend beaucoup plus des caractéristiques du moteur que du carburant qui l'alimente; les diesels lents, à fort taux de compression et course longue, ont un meilleur rendement que les mœurs "à explosion"; mais la nature des carburants impose souvent les solutions techniques.
Dernière modification par barda ; 10/07/2019 à 19h07.
Ok merci beaucoup pour vos derniers messages très pertinents, je vais essayer de reprendre mes calculs à tête reposée.
Rendement électrique : jusqu’à 60 % sur PCI -> https://perso.imt-mines-albi.fr/~bezian/pile1-2007.pdf (page 10 du lien)
