Ammoniac carburant du futur?

[alopex]

Bonjour a tous,

L'utilisation directe de l'hydrogène comme carburant automobile pose de nombreuses difficultés:
1) stockage haute pression (faible densité énergétique),
2) diffusion importante (fuites),
3) transport et distribution.
4) danger
Face aux coûts d'infrastructure et d'équipement des véhicules, je me demande s'il ne faut pas envisager un vecteur secondaire plus "maniable" et pouvant libérer l'H2 au fur et à mesure de son utilisation. Je pense notamment à NH3 et pouquoi pas H2S ou d'autres molécules porteuses d'H2.
Par exemple l'ammoniac. Il libère facilement l'H2 vers 250°C, se transporte facilement (disons comme le GPL pour le NH3 pur, comme l'essence pour le NH3 en solution), n'est pas dangereux. Bien sur ca génère encore une perte de rendement et un surcoût lié à la production. Ceci mis en balance avec les coûts spécifiques de l'H2 utilisé directement n'est pas forcément aberrant à mon avis. Qu'en pensez-vous?
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[SK69202]

Bonjour,

Mauvaise idée.

L'ammoniac n'est pas si innocent que ça, on l'avait remplacé dans les installations frigorifiques (et réfrigérateur domestique) par les CFC car moins "risqué"
Extrait fiche de sécurité :

Toxique par inhalation.
Corrosif pour les yeux, le système respiratoire et la peau.
En cas d'incendie la décomposition thermique peut conduire aux fumées toxiques et/ou corrosives suivantes : Oxyde nitrique/dioxyde d'azote.

Source fiche de sécurité:Air Liquide

L'H2S est plus marrant, tu sents une odeur d'oeufs pourris, après tu sents plus rien, pas parce qu'il n'y a plus d'odeur, mais parce que tu n'as plus de cerveau, après t'es mort....

Extrait fiche de sécurité :

Extrêmement inflammable. Très toxique par inhalation. En cas d'incendie la décomposition thermique peut conduire aux fumées toxiques
et/ou corrosives suivantes : Dioxyde de soufre.

Source Source fiche de sécurité: Air Liquide

Un des avantages de ces 2 gaz, c'est que leurs produits de combustion semble avoir un effet rafraîchissant sur l'atmosphère..

[invite084c752c]

A vrai dire, y a t'il une solution au problème du carburant? Chaque proposition est problématique! L'H2 n'est qu'un vecteur énergétique difficile à mettre en oeuvre, les biocarburants imposent de cultiver le monde entier et plus pour obtenir le carbu nécessaire?!
La fusion, ce n'est pas pour demain, les supercondensateurs n'ont pas les capacités suffisantes pour stocker des quantités énormes d'énergie... Alors même si on progresse, ça n'est pas très réjouissant! (je suis de mauvaise humeur aujourd'hui )

[alopex]

A SK69202:
Je ne dis pas que l'ammoniac n'est pas dangereux du tout, je dis juste qu'il n'est pas nettement plus dangereux que l'essence. C'est sur que si on en boit ou si on se fait un lavage oculaire avec c'est pas le top, mais avec l'essence non plus...

[A voir en vidéo sur Futura]

[wizz]

2*NH₃ + x*O₂ -> 3*H₂O + ???

???: si on me garantit que ça fera N₂, alors c'est le jackpot

???: mais si ça fait du 2*NO_x, alors c'est la cata.

Sur une voiture diesel, ça rejette du NOx de l'ordre du 1/10g par km, et on dit que c'est trop, qu'on souffre des problèmes espiratoires

Donc pour 3 grammes d'hydrogène récupérés, on rejettera 28g d'oxyde d'azote!!!
Cette voiture consommera combien de litres d'amoniac au cent km?

[SK69202]

Bonjour,

Les carburants liquides issus du pétrole ont tous les avantages pour la propulsion des mobiles, disponibilité (eh oui), sécurité, densité d'énergie, mise en oeuvre, ils se sont imposés immédiatement et n'ont jamais été détronés par leurs concurrents.

Sans refaire un nouveau fil sur le sujet, FS en est rempli, je suis assez d'accord avec Cougar, il n'y a pas de solution (simple?) pour leur subtitutions.

C'est le transport qu'il faut réformer.

@+

[invite084c752c]

C'est le transport qu'il faut réformer.

tous à vélo! ca va pas être pratique.

Le bois est le deuxième matériau le plus énergétique après le pétrole (à ce que je sache). On peut "fabriquer" un carburant liquide très énergétique à partir du bois?

[alopex]

Wizz:
La formation des NOx découle d'un certain excès d'air et d'une haute température de combustion. Il n'y a pas de raison a priori pour qu'une forte proportion du N2 issu de la dissociation de NH3 forme des NOx. Tu noteras d'ailleurs que:
2NH3 -> N2 + 3 H2
N2 + 3H2 + 3/2 O2 + 6 N2 -> 7N2 + 3 H2O (mélange stoechio)
Si je brûle de l'H2 pur, alors
H2 + 1/2 O2 +2 N2 -> H2O + 2 N2
Moralité, la quantité de N2 n'est que 16% plus importante dans la combustion de NH3. En outre, le "ballast" d'azote supplémentaire réduit la température de combustion ce qui est plutôt favorable.

[alopex]

Wizz (suite):
Sur la question de la consommation. 1 kg de NH3 libère 176g de H2 ou 88 moles.
Avec un pci de H2 de 241.8 kJ/mol, NH3 a un pci de 21 339 kJ/kg ou 5,9 kWh/kg.
Avec une masse volumique de NH3(l) de 0.682 kg/l, on a un pci de 4 kWh/l.
Or, les carburants pétroliers ont un pci de l'ordre de 10 kWh/l. Il faut donc 2.5 l de NH3 pur pour remplacer 1 le gasole. Il faut donc un réservoir de 100 l (ce qui est beaucoup, mais pas délirant) pour faire l'équivalent d'un réservoir de 40 l de gasole. Si on se propose d'utiliser du NH3 en solution à 30%, il faut 300 l ce qui est déjà plus problématique j'en conviens (masse = consommation).
Tu noteras que la même quantité d'hydrogène gazeux stocké à 300 bars (approx des gaz parfaits) occupe un volume de 500 litres! Je te laisse imaginer la masse d'un réservoir de ce type! Sans parler de l'encombrement!

[alopex]

Cougar_127:
Le bois peut effectivement être utilisé pour produire des hydrocarbures liquides (BTL) par la synthèse Fischer-Tropsch, au même titre que le charbon (CTL) et même le gaz naturel (GTL).
Il faut déjà faire le gaz de synthèse CO + H2. Or la gazéification du bois est endothermique et son rendement théorique maximal de 70%. Ensuite, il faut faire la conversion CO + H2O -> CO2 + H2 pour enrichir le gaz en H2. Enfin, on fait la synthèse FT selon:
n CO + (2n+1) H2 -> CnH2n+2 + n H2O (encore endothermique, mélange réactionnel contenant donc environ 2.5 fois plus d'H2 que de CO d'où la conversion susmentionnée).
Globalement, on obtient effectivement un vrai gasole de synthèse (sans soufre de surcroit, donc pas de SO2) mais en ne récupérant que 40 a 50% de l'énergie contenue dans le bois.
Attention: je suis un fervent partisan de ces solutions même si je me montre critique.

[wizz]

-Tu décomposes l'amoniac avant d'injecter uniquement de l'hydrogène dans le cylindre ?
ou
-Tu décomposes l'amoniac avant mais tu injectes tout (H & N) dans le cylindre?
ou
-Tu injectes directement l'amoniac dans le cylindre qui brulera par la suite?

[JPL]

Par exemple l'ammoniac. Il libère facilement l'H2 vers 250°C, se transporte facilement (disons comme le GPL pour le NH3 pur, comme l'essence pour le NH3 en solution), n'est pas dangereux.

Oh si, il est dangereux ! Voir : http://www.inrs.fr/inrs-pub/inrs01.nsf/inrs01_ftox_view/753D85DF752468A6C1256CE8005B3D CA/$File/ft16.pdf
Donc son stockage en milieu urbain par ces "stations service" serait soumis à des restrictions importantes (voire impossible).

[JPL]

Je ne dis pas que l'ammoniac n'est pas dangereux du tout, je dis juste qu'il n'est pas nettement plus dangereux que l'essence. C'est sur que si on en boit ou si on se fait un lavage oculaire avec c'est pas le top, mais avec l'essence non plus...

Tu confond ammoniac et ammoniaque. L'ammoniac est gazeux à température ambiante.

[alopex]

SK69202:
Bien sur que les carburants pétroliers ont de nombreux avantages (tous?) ce qui explique leur emploi généralisé. Pour ce qui est de la disponibilité, je suis nettement plus réservé. Doutes-tu de l'épuisement prochain du pétrole??
Je suis dans une reflexion de l'après-pétrole. Le Fischer-Tropsch a partir du charbon se développera massivement. L'avantage de l'ammoniac serait de ne pas émettre de CO2 au niveau des véhicules, mais seulement sur le site de sa production ou on peut (pourra?) le piéger.
Je suis d'accord sur la nécessité de réformer les transports (ferroutage, remise en cause du juste in time, etc), néanmoins on ne pourra supprimer totalement les besoins pour substituer les carburants pétroliers.

[alopex]

-Tu décomposes l'amoniac avant d'injecter uniquement de l'hydrogène dans le cylindre ?
ou
-Tu décomposes l'amoniac avant mais tu injectes tout (H & N) dans le cylindre?
ou
-Tu injectes directement l'amoniac dans le cylindre qui brulera par la suite?

1° solution: non, car je ne vois pas comment on pourrait séparer N2 et H2 (on ne va pas monter une installation cryogénique dans la voiture...)
2° solution: oui, c'est ce à quoi je pense.
3° solution: a priori non, la combustion directe forme de l'acide nitrique??

[alopex]

Tu confond ammoniac et ammoniaque. L'ammoniac est gazeux à température ambiante.

J'ai effectivement fait certains raccourcis qui laissent à penser que je confond la phase liquide et la phase gazeuse, sorry! Il est gazeux à température et pression ambiante (on peut conserver du NH3 liquide en équilibre avec sa vapeur sous une certaine pression à température ambiante).

Je connais les fiches de sécurité du NH3. Comme dit, je ne conteste pas les risques, je dis juste qu'il ne faut pas les éxagérer. J'admet que c'est un peu plus dangereux que de l'essence, mais pas plus que du méthanol. Ce sont des produits que l'on peut manipuler sans pour autant s'entourer de dispositifs de protection délirants. Ce n'est pas du cyanure non plus, faut pas pousser!

[wizz]

pendant la phase de compression (sauf si moteur froid), la température du mélange dans le cylindre peut dépasser 250°C, et donc le NH3 se décomposera de lui même.

[alopex]

La température en fin de compression est théoriquement suffisante pour dissocier NH3, mais quid de la cinétique de cette réaction? La durée de la phase de compression sera-t-elle suffisante pour obtenir une dissociation complète?
J'imaginais plutôt faire la dissociation dans un "réacteur" distinct du moteur pouvant contenir un catalyseur adéquat (Fe/Al2O3/K2O).

[wizz]

sinon, on pourrait concevoir les tuyaux pour qu'ils se situent dans le collecteur d'échappement, à la sortie de la soupape

[alopex]

Effectivement, il faudrait récupérer la chaleur des gazs d'échappement pour ce réacteur de dissociation. A froid, une résistance électrique serait cependant nécessaire.
En outre, il ne faut pas oublier que le NH3 a des propriété frigorifiques qui pourraient être intéressantes dans un cycle moteur. Par exemple, le NH3 serait stocké sous 8-10 bars dans le réservoir. Par détente à pression ambiante, on obtient du NH3 gaz à -33°C qui peut servir à refroidir l'air de charge d'un turbo jusqu'à 20°C ou moins, d'où meilleur remplissage. Et ce n'est qu'un exemple...

[SK69202]

Bonsoir,

Le pétrole va s'épuiser, c'est vrai mais pas tout de suite, plus il sera cher plus on fera gaffe, en le gardant pour les mobiles "indispensables"
Si le transport n'a pas évolué c'est vrai on acceptera des "carburants" de substitution avec des risques autrement plus importants pour le public, mais dans ce cas pourquoi avoir peur des canicules ?

La distribution d'ammoniac au grand public, par le grand public est illusoire.
Transvasement de l'ammoniac liquide non réfrigéré

De plus il faudra en produire plus, et ça aussi ce n'est pas innocent.

WIKIPEDIA: La production industrielle de l'ammoniac se fait essentiellement par synthèse directe à partir de dihydrogène et de diazote (procédé mis au point par l'Allemand Fritz Haber, prix Nobel de chimie en 1918). L'azote est fourni par l'air et le dihydrogène par vaporéformage du méthane (gaz naturel).

CH4+N2+2H2O => 2NH3+H2+CO2
(Je ne sais pas poster les formules de Wikipédia)

Dans mes recherche une des réponse de GOOGLE, c'est le rapport des pollutions environnementales à l'ammoniac après l'explosion d'AZF....

Trop compliqué comme substitut.

@+

[alopex]

SK69202:
Ok, donc la manipulation du NH3 est super dangereuse, bien, admettons. Que dire alors aux gens sérieux (chercheurs, constructeurs) qui prétendent nous installer des réservoirs d'hydrogène à 300 bars dans les voitures?? Quels seront les périmètres de sécurité? Quelles seront les contraintes de manipulation et transvasement?
Pour avoir manipulé les deux, je me sens moins en danger avec du NH3 qu'avec du H2. L'H2 dans l'air peut détonner même sans cause flagrante en toutes proportions et de façon "spectaculaire"!
Je dis et je maintiens que manipuler du NH3 est facile PAR RAPPORT à de l'H2, ce qui n'exclut pas qu'il y ait des risques malgré tout.

[alopex]

Pour ce qui est de l'émission de CO2 liée à la production du NH3, elle est bien réelle et pas innocente du tout. Si un jour on sait piéger le CO2, ce sera sur des installations fixes et pas dans des véhicules. Mon raisonnement est donc de dire qu'il faut trouver un vecteur plus maniable que H2 et dépouvu de carbone. En cela, le NH3 pourrait avoir un avantage décisif par rapport aux hydrocarbures de synthèse FT.
De toute façon, il faut pas rêver. Si un jour, l'usage de l'H2 se répand, celui-ci sera produit massivement à partir du charbon. Le nucléaire en est encore incapable (à part l'électrolyse au rendement désastreux) même si les cycles thermochimiques type I/S sont prometteurs. Les renouvelables ne peuvent (hélas) rester que marginales et j'en suis le premier navré.

[alopex]

D'un point de vue économique, l'ammoniac en vrac coûte environ 300 $/tonne soit 230 €/t ce qui nous met le litre à 0,16 €. Or je vous rappelle qu'il faut 2.5 l de NH3 pour faire l'équivalent en énergie de 1 fuel, donc un prix de 0,40 €/litre équivalent gasole. Après, tout dépend des taxes du gouvernement...

[alopex]

Un lien "encourageant" sur cet usage de l'ammoniac carburant.

http://www.electricauto.com/_pdfs/Po...0Paper%20B.pdf

[SK69202]

Bonsoir,

Il est probable que les "vendeurs" de la filière hydrogène n'ont pas réglé la façon de faire le plein du p'tit vieux (moi,nous) le samedi après midi à une pompe de supermarché vers 2027, avec la queue des gens pressés.....

La bonne nouvelle du jour, l'Europe encourage les compagnies "lox cost" pour les longs courriers. C'est sûr il faut le trouver le substitut.

@+

[wizz]

Les compagnies aériennes devraient utiliser des moteur TDI, sans FAP ni traitement NOx, avec le pot d'échappement orienté vers le haut

[alopex]

Hello,

Je remonte ce post pour voir si d'autres idées ce manifestent sur ce sujet que je trouve passionnant...Merci d'avance.
A Wizz: pour les avions justement, tu monterais toi dans un avion contenant plusieurs tonnes d'H2 sous pression?? Hindenburg nous voila!!
Pour info hors sujet (quoi que?), les US ont fait voler un B-52 avec du kero de synthèse fait à partir de charbon et ça marche...