Bilan énergétique sur le moteur à hydrogène

[invite890ff058]

Bonjour,
Apres accord des modérateurs, je tiens a vous faire part d'un petit bilan énergétique sur le moteur à hydrogène : un moteur a explosion classique ou l'on utilise le dihydrogene H2 a la place de l'essence classique pour le faire fonctionner. Plusieurs posts on deja été placé sur ce forum, je ne suis pas la pour explqiuer en detail le fonctionnement de ce dit moteur mais pour vous presenter quelques calculs basiques qui demontre l'inefficacité de ce procédé.

Tout d'abord voici la voiture "type" que j'ai invité (je pense etre dans la moyenne des voitures, si ce n'est pas le cas merci de me corriger.) :
consommation de 7 L d'essence aux 100km a une vitesse de 100 km/h et a 3333 rpm. L'alternateur est capable de fournir 25A. rendement de 30%

D'apres un site sur le moteur "a eau" (production d'H2 par electrolyse de l'eau) ils indiquent une consommation d'eau de 4 L voire 1L aux 100km si le moteur est bien reglé.
Prenons 1L, pour electrolyser 1L d'H2O et le transformer en H2 il faudrai 2978 A pendant 1 heure (vitesse de 100km/h) ce qui est impossible car l'alternateur ne peux fournir que 25 - 30A.

Certains vont dire, oui mais l'hydrogene est beaucoup plus explosif que l'essence, il a une capacité calorifique superieur a celle de l'essence. Effectivement pour l'hydrogene elle est de 142 900 kJ/kg contre 42 700 kJ/kg pour l'essence.
Disons que l 'alternateur peux produire 20A utilisable pour l'electrolyse : 8,95 L d'H2 seraient produit a l'heure soit aux 100 km.

Si la voiture consomme 7L d'essence a l'heure :
masse volumique de l'essence : 0,75 kg/dm3
energie produite par la combustion de 7 L d'essence : 224 175 kJ (62 kW)

Si la voiture consomme 8,95L d'hydrogene a l'heure :
qté de matiere a l'heure d'H2 : 373 mmol
energie produite par la combustion de 373 mmol
d'hydrogene : 107 kJ (30 W)

D'apres cette étude qui est loin d'etre approfondi (j'éssayerai de le faire quand j'aurai un peu de temps) la voiture a hydrogène produit par l'électrolyse de l'eau est tout simplement impossible.
J'espere ne pas avoir faire d'erreur de calculs ou d'interpretation.
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[inviteed7336aa]

Bonjour,
D'apres un site sur le moteur "a eau" (production d'H2 par electrolyse de l'eau) ils indiquent une consommation d'eau de 4 L voire 1L aux 100km si le moteur est bien reglé.
Prenons 1L, pour electrolyser 1L d'H2O et le transformer en H2 il faudrai 2978 A pendant 1 heure (vitesse de 100km/h) ce qui est impossible car l'alternateur ne peux fournir que 25 - 30A.

Salut,
Peux-tu donner tes sources ou des précisions pour ce type d'électrolyse ?
A+

[invite890ff058]

Salut,
Les calculs je l'ai est realisé d'apres la loi de Faraday.
Il s'agit d'une electrolyse "normale". Si tu regarde dans ce forum il y a plusieurs sujet sur le "moteur a eau". Si tu veux plus de précision contacte moi par MP.

[invite7f1da4ed]

Salut à tous, je suis nouveau ici et bien que n'étant pas physicien je me demande tout de même si on ne peut pas améliorer le rendement de l'électrolyse ... peut être pas pour du 100 % hydrogene mais pour faire simplement baisser les émissions de polluants ? Rien que 10 ou 20 % de pollution en moins se serai quand même pas si mal pour notre planete.
De toute façon le pétrole s'épuise, donc faut trouver autre chose si on veut pas revenir au far west.
Le diester et l'alcool demandent beaucoup d'énergie pour leur fabrication et les différents transports en camion, énergie qui vient du pétrole, donc ça résoud rien !


C'est en essayant continuellement qu'on fini par y arriver.
Autrement dit: plus ça rate plus ça a des chances de marcher.
(proverbe shadok)

[A voir en vidéo sur Futura]

[invited604dd85]

bonjour,

Sans parler de bilan énergétique, a t on imaginé un bouchon sur nationale ou autoroute, l' hiver avec des dizaines, voire des centaines de voitures à hydrogéne qui renvoient de la vapeur d' eau .
C' est le 15 janvier, il gèle. Des stalagtites se forment sur le pot d' échappement, l' eau gèle à l' extrémité, les moyeurs s' étouffent, il faut réchauffer le pot ( comme un système de réchauffe carbu des avions ). La vapeur d' eau se condense sur la chaussée, 2 cm de verglas, il faut chauffer les autoroutes, sur le pare bris de la voiture qui suit, les essuie glaces sont inopérants.. S' il fait un peu moins froid, un épais brouillard s' installe, les routes sont inondées ... Le cauchemar !!!
Et que dire pour monter aux stations de sport d' hiver aux vacances de février ???
La voiture à hydrogène, juste pour les vacances d' été ???


qu' en pensez vous ???

claude27

[invite890ff058]

Pour lionel77 : les chercheurs esperent un rendement de 30% de l'electrolyse HT qui utilise de l'eau a 800-900 °C provenant des centrales nucléaires nouvelles générations (vers 2020)

Pour claude27 : on peux imaginer un systeme de condensation de la vapeur d'eau formé
les moteurs a explosion actuels rejettent aussi de la vapeur d'eau (c'est la vapeur blanche que tu vois l'hiver) sans aucun problème.

[invited604dd85]

comme les sèche linges à condensation quoi !!!!
oui je sais bien que les moteurs actuels rejettent un peu de vapeur d' eau, mais c' est pas la majorité !
D' ailleurs c' est cette vapeur qui, condensant dans les pots avec les gaz acides, percent les dits pots ( faut toujours faire un petit trou dans un pot neuf, pour évacuer l'eau de condensation ...). Les constructeurs devraient y penser à la fabrication .
Donc, pour en revenir à nos moutons, on stocke à bord les rejets ( l' eau ) , et faut donc aller faire " le vide " en même temps qu' on fait " le plein " !
Combien doit on stocker d'eau en 600 km de trajet. ??
Est ce qu' il faut faire faire des arrêts " pipi " à la voiture comme pour les humains ou les chiens ?

claude27

[invite00411460]

juste comme ça, je pense qu'il est injuste d'appeler ceci "moteur à hydrogène" (voir topic). c'est un moteur à électrolyse, pas à hydrogène (qui est lui une réalité, voire une nécessité dans le futur).

[monnoliv]

Je me demande encore pourquoi certains s'évertuent à vouloir faire l'électrolyse de l'eau à bord de leur véhicule.
Démonstration:
Supposons que A KWh d'énergie électrique donne, par électrolyse, X moles d'hydrogène avec un rendement n1 (<1)
X moles d'hydrogène + Oxygène (air) ->moteur = boum = B KWh développé (utiles), rendement: n2 (<1).
Il est évident que B = n2*n1*A
Si on avait utilisé A sur un moteur électrique, on aurait obtenu un rendement n bien meilleur à n1*n2.

Dans l'industrie, on ne produit pas l'hydrogène par électrolyse de l'eau , c'est trop coûteux.

[invite890ff058]

Je me demande encore pourquoi certains s'évertuent à vouloir faire l'électrolyse de l'eau à bord de leur véhicule.
Démonstration:
Supposons que A KWh d'énergie électrique donne, par électrolyse, X moles d'hydrogène avec un rendement n1 (<1)
X moles d'hydrogène + Oxygène (air) ->moteur = boum = B KWh développé (utiles), rendement: n2 (<1).
Il est évident que B = n2*n1*A
Si on avait utilisé A sur un moteur électrique, on aurait obtenu un rendement n bien meilleur à n1*n2.

Dans l'industrie, on ne produit pas l'hydrogène par électrolyse de l'eau , c'est trop coûteux.

c'est ce que je demontre dans ce topic : lit mon 1er post et je te laisse faire tes conclusions ...

[SPH]

Abandonne l'idée de l'électrolyse pour former de l'Hydrogene. Refait tes calculs avec une bouteille d'hydrogene et là, ca ne pourra qu'etre beaucoup mieux.

[invite3ea8c365]

Salut
Mais peut être qu'il y a un détail qui échappe, car il sagit de produir du H2 non pas d'une électrolyse classique dont les calculs de Faraday ne donnent pas de bon resultat en effet mais il s'agit de separer la molecule d'eau grace a la resonnance
Je reprend l'exemple que j'ai trouvé : c'est comme les soldats qui marches au même rythme sur un pont, cedernier a finit par casser a cause de la raisonnance, car le pont lui même supporte très bien le poid des soldats 's'ils etaient dseulement debout par exemple ou si chacun marchait a son propre rythme
PS : je n'ai rien contre le pétrole...

[Quisit]

"ui je sais bien que les moteurs actuels rejettent un peu de vapeur d' eau, mais c' est pas la majorité ! "

!!!
TOUS les moteurs à combustion interne produise de la vapeur d'eau, et même beaucoup. L'essence est une source de carbonne mais aussi d'hydrogène. Par ailleurs une voiture à PAC n'a pas de raison de tourner au ralenti dans un bouchon comme une voiture à explosion doit le faire...donc c'est un faux problème

[JPL]

Salut
Mais peut être qu'il y a un détail qui échappe, car il sagit de produir du H2 non pas d'une électrolyse classique dont les calculs de Faraday ne donnent pas de bon resultat en effet mais il s'agit de separer la molecule d'eau grace a la resonnance
Je reprend l'exemple que j'ai trouvé : c'est comme les soldats qui marches au même rythme sur un pont, cedernier a finit par casser a cause de la raisonnance, car le pont lui même supporte très bien le poid des soldats 's'ils etaient dseulement debout par exemple ou si chacun marchait a son propre rythme
PS : je n'ai rien contre le pétrole...

J'aimerais bien qu'un physicien vienne donner son point de vue sur cette histoire de résonnance : j'ai déjà lu ce raisonnement dans d'anciens messages, mais je fais un raisonnement très bête. Sachant l'énergie de liaison H-O dans H₂O, je peux en déduire l'énergie qu'il faut dépenser celle qu'il faut pour casser n liaisons, donc produire x m³ d'hydrogène. C'est le calcul de l'électrolyse classique et je ne vois pas comment on pourrait y échapper. L'histoire des soldats et du pont, c'est une analogie, ce n'est pas une démonstration.

[invite88ef51f0]

Salut,
Je l'ai déjà dit dans d'autres sujets, la résonnance ne permet en aucun cas d'avoir un rendement supérieur à l'unité. Ton raisonnement, JPL, est bon.
Il faut voir la résonnance comme la balançoire avec laquelle vous vous amusiez quand vous êtiez petits : si la fréquence d'excitation (le papa qui pousse) est bonne, l'énergie fournie à chaque période s'ajoute, et au final on a une grande énergie (et on s'envole...), mais cette énergie a bien été fournie par le papa courageux...

[invite890ff058]

Abandonne l'idée de l'électrolyse pour former de l'Hydrogene. Refait tes calculs avec une bouteille d'hydrogene et là, ca ne pourra qu'etre beaucoup mieux.

si j'ai fait ces calculs c'est justement pour dementir l'efficatité d'un tel protocole (a savoir production d'hydrogene directement dans la voiture par electrolyse de l'eau)

[invited604dd85]

Abandonne l'idée de l'électrolyse pour former de l'Hydrogene. Refait tes calculs avec une bouteille d'hydrogene et là, ca ne pourra qu'etre beaucoup mieux.

çà c' est déplacer le problème en le renvoyant ailleurs. Car l' hydrogéne, il faut bien l' extraire quelque part, de quelque chose.
De toute façon, il est évident que l' obtenir par électrolyse dans le véhicule même est impensable ( voire idiot ).Car il faudrait disposer dans la voiture de plus d' énergie pour le produire qu' on va en obtenir par sa combustion, et dans ce cas autant utiliser cette énergie " primaire " tout de suite pour faire avancer le véhicule.

Sur un autre plan, je crois qu' on devrait envisager de récupérer de l' énergie dans les descentes ( frein moteur ) ou au freinage, comme dans le TGV ! avec de petits alternateurs en sortie de transmission ( alterno - démarreur ) et sur les axes de roue ( système ralentisseurs de camions, mais sans bêtement dissiper l' énergie récupérée en chaleur !).

[invited604dd85]

Salut
casser a cause de la raisonnance,

la " RESONANCE " avec un " N " , n' a rien à voir avec la " RAISON" !!!

[invite3ea8c365]

Salut
Oui bon ça va on va pas faire un histoire sur un malheureu N

Disons que l 'alternateur peux produire 20A utilisable pour l'electrolyse : 8,95 L d'H2 seraient produit a l'heure soit aux 100 km.

Un altérnateur de voiture est censé recharger la batterie, donc fournir au moins mais vraiment au moins 12V ça monte même jusqu'a 13.5V
On dispose au total de 270W pour produire du H2 et je suis sûr que dant tes calculs pour avoir les 8.9L de H2 tu n'as pas utilisé la tension et tu n'as utilisé pour produir cette quantité que 30W le reste il est partit en chaleur (voir forum chimie)
Maintenant, si on place un bon régulateur ou 6 électrolyseurs en serie, on aura 53.4L de H2 avec ce même altérnateur avec le même régime moteur
je vais partit j'ai plus le temps alors excusez les fautes
A+

[JPL]

Salut
Oui bon ça va on va pas faire un histoire sur un malheureu N

Eh bien, si. J'ai fait la faute, je l'assume, et j'apprécie qu'on me l'ait signalée.

[invite3ea8c365]

a vous lire j'ai l'impression que c'est la seule faute du forum

[invite1ca5c750]

Sur un autre plan, je crois qu' on devrait envisager de récupérer de l' énergie dans les descentes ( frein moteur ) ou au freinage, comme dans le TGV ! avec de petits alternateurs en sortie de transmission ( alterno - démarreur ) et sur les axes de roue ( système ralentisseurs de camions, mais sans bêtement dissiper l' énergie récupérée en chaleur !).

C'est exactement ce qui est fait dans les voitures hybrides (ou électriques). Et c'est pourquoi tous les véhicules à pile à combustible seront hybrides également, pour la bonne raison que c'est plus facile à faire que sur un véhicule à moteur thermique et que ça permet d'aller plus loin pour la même quantité de "carburant".

[invite3ea8c365]

Salut
Si la voiture a pile a hydrogène est plus réaliste dans le futur il n'yaurais pas de problème de sécurité, imaginez une bombonne de H2 a 700 bars avec vous dans la voiture ça sera plus grave que le résérvoir d'éssence actuel en cas d'accident

[inviteee245447]

Bonjour,

Je me permet d'intervenir sur le forum pour vous faire part d'une expérience personnelle. Cela fait 3 ans que je travail (avec une équipe) sur l'adaptation d'un moteur de modélisme (thermique) à l'hydrogène.

Nous avons donc réalisé pas mal de mesures sur les rendements et avons tirée certaines conclusion.

• La puissance mécanique en sortie du moteur est identique sur un moteur à hydrogène qu'un moteur a essence
• Ainsi, il faut baser son étude sur l'énergie servant au fonctionnement du moteur:

Schématiquement, nous allons prendre un moteur deux temps (pour faciliter le calcul), nous faisont l'approximation que les l'explosion du H2 ou de l'essence est une réaction adiabatique (perte de chaleur minime).

Anisi, Schématiquement, pour pouvoir fournir une meme quantité d'énergie mécanique, le travail qu'éffectue la chaine mécanique est semblable pour les deux moteurs (Ils sont identiques).
Or l'énergie (travail) nécessaire pour faire déplacer le piston est semblable dans les deux moteurs, nous pouvons en conclure que:

A énergie identique, il nous faudra une quantitée moindre d'hydrogène que d'essence. Ainsi, en therme de rentabilité énergétique, le moteur a un rendement identique (quelque soit le combustible utilisé).
Les deux petits bémoles restent dans l'application du cycle de carnot, et en therme de dispositif de stockage....

cf: wikipedia -> http://fr.wikipedia.org/wiki/Cycle_de_carnot

Mais ce facteur reste minime et joue sur très peu de chose car nous avons considéré (sur un cycle) la réaction adiabatique.


Je ne comprend pas ce que des électrolyse ont a voir dans les calculs, il faut comparer ce qui est comparable, le rendement du moteur à hydrogène en lui meme n'est pas meilleur, mais pas MOIN BON... Le seul frein reste la production du H2...



Plus d'info sur notre projet: http://www.b-h2.com (le site reste en surface pour faciliter la compréhension, pour plus d'info, nous contacter...)

[inviteee245447]

Salut
Si la voiture a pile a hydrogène est plus réaliste dans le futur il n'yaurais pas de problème de sécurité, imaginez une bombonne de H2 a 700 bars avec vous dans la voiture ça sera plus grave que le résérvoir d'éssence actuel en cas d'accident

Figure toi que non, la commission européenne sur la sécurité de l'hydrogène a réaliser une expérience: Voiture identique, l'une a l'essence, l'autre a l'hydrogène, un départ d'incendie.

Les résultats sont bluffants: la voiture a hydrogène ne brule pas, a la différence de celle à essence. L'explication est assez simple: la diffusion de l'hydrogène dans l'air est tellement rapide qu'elle ne permet pas a la voiture de s'embraser. Ainsi, la sécurité est meilleur.




Voir les autres dispositifs de stockage (chimique: hydrures) permettant d'avoir des pression plus faible et évitant les fuites

[polo974]

Bonjour,
...
Plus d'info sur notre projet: ... (le site reste en surface pour faciliter la compréhension, pour plus d'info, nous contacter...)

Effectivement, très (trop) en surface...

Il y est dit:

Comparé au gaz naturel, l’hydrogène, pour un même volume, délivre 2.2 fois plus d’énergie. ...

Dans quelles conditions de stockage? (car ce n'est pas à l'état gazeux à la même pression)?
Est-ce le stockage qui est utilisé sur la maquette?

Car il est facile de dire:

• comme ça, la densité de stockage est énooorme.
• comme ceci, il n'y a pas de problème de pression.
• ... (autre condition, autre avantage)...

Ce qu'il faut, c'est trouver une condition d'exploitation où il n'y a pas de gros soucis (sécu, techno, ...) et où ce soit exploitable avec un rendement décent (et cela sur le parcours complet du vecteur d'énergie).

[inviteee245447]

Alors deux trois petites choses:

• Les données proviennent de l'association francaise du dihydrogène (son président en personne), les relevés ont étés effectués à meme pression et à meme température (selon le chercheur qui a fais la comparaison).
  
• Le stockage utilisé sur la maquette est un stockage aux hydrures, la pressions dans la bombonne est de 4~5 bars (dépend tu types d'hydrures). Le bilan énergétique de ce type de stockage (comparé a celui d'un réservoir pneumatique classique) est assez bon. Effectivement, il coute beaucoup moin d'énergie le compresser a 5 bars le H2 que ~300bars pour une un réservoir pneumatique.
  
• La solution présenté est avantageuse comparé à un stockage pneumatique. Effectivement, le coûts des dispositifs sont identiques. Les hydrures sont assez chers car encore en développement, mais d'un autre coté, fabriquer des réservoires qui tiennent 300bars sans fuites coute cher aussi. (effectivement, la molécule de H2 étant la plus petite molécule de l'univers elle passe a travers tout donc il est compliquer de fabriquer des réservoirs "parfaits". Une solution est de la combiner avec une autre molécule plus grosse l'hydogene (hydrure dans ce cas la), pour avoir un stockage chimique qui évite les fuites)
  
• Si tu veux je peux te détailler le parcours de l'hydrogène stocké dans des hydrures ou dans un réservoir pneumatic pour te montrer que c'est plus avantageux...

Une derniere petite chose, l'étude du projet a été poussé le plus possible, avec les moyens à notre disposition. Il a été réalisé avec un professeur de physique et supervisé par le président de l'AFH2 (ancien chercheur). Le site internet n'est qu'un petit bout de l'iceberg... Je tiens a vous dire que toute la rigueur scientifique a été respecté....

Bonne Journée

[invitefdbbeddf]

Bonjour,

comment vous expliquez qu'aux états unis on a un paquet de mécaniciens qui gagnent un argent fous en installant des systèmes à eau. Bénéfice pour les automobilistes entre 20 et 60% d'augmentation de kilomètre au cent (miles per gallon MPG)

La plupart des mécanos ne savent pas faire de bilans thermodynamiques mais pourtant ils font économiser des milliers de dollars à l'année aux gens.

Vous expliquez ça comment??

water4gas.com et gasforwater.com

[invitee05a3fcc]

Les gogos US..... ils enrichissent des mécanos, grand bien leurs fasse !
L'avantage de l'hydrogène, c'est qu'on pourrait le produire avec de l'électricité solaire au Sahara, ou éolienne dans les Quarantièmes Rugissants et consommer cette énergie en France dans des piles à combustible ou des moteurs à piston. Ce serait un moyen simple (??) de stocker de l'énergie dans un lieu de production lointain et de l'utiliser ailleurs.

[invitefdbbeddf]

Hello,

les americains dominent le monde depuis la seconde guerre mondiale et c'est loin d'être fini. par exemple ils payent l'essence 2 fois moins que nous. Alors les gogos c'est qui???

Pourquoi devant des milliers de vidéos tant aux us qu'en Asie on voit des gens utiliser des réacteurs à hho??
Réponse: parceque on a le droit de les utiliser.

Pourquoi pas chez nous?
parceque sinon on à des amandes.He oui, vous devez casquer mes amis. Vous allez payer toujours plus. C'est ainsi.

Sauf si vous restez très discrets.

C'est tout.