Le mythe de l utilisation de l'hydrogène dans l'energie.
l energie mécanique théorique minimum pour dissocier l eau est egale a la variation d enthalpie libre de la reaction de dissociation de l eau soit 34kWh par kg d hydrogène produit ce qui fait une tension minimum,de dissociation de 34*3600000/96400/1000=1.27V pour un électrolyseur idéal,
l energie mécanique théorique maximum pour la recombinaison de l hydrogène avec l oxygène pour former l'eau ,ce qui est exactement la réaction inverse de la dissociation est de 34kWh par kg d hydrogène , soit une tension de 1.27V pour une pile hydrogène oxygène idéale.
Contrairement a un moteur a combustion, il n y a a pas de rendement maximum , fixe par la thermodynamique , entre 25% et 62% , de transformation de l energie thermique en energie électrique .
Ainsi le rendement maximum d une électrolyse de l eau est de 100%,et le rendement théorique de la réaction inverse de la pile a combustible également 100%, pas tout a fait pour cette dernière qui utilise l air et non l oxygène d ou une diminution de l energie récupérable de 2% mais il s agit d un effet de concentration puisque l air contient 20% d oxygène , le rendement reste de 100%.
Les piles réalisent dans un seul appareil la réaction produisant l'électricité et la réaction dans le sens inverse de charge de la pile ,le rendement de conversion de l energie chimique en électricité a un rendement théorique maximum de 100%
Comme la pile ci dessus fonctionnant au gaz oxygène et hydrogène, le rendement de conversion de l électricité en energie chimique , sous forme de variation d enthalpie libre, est également de 100% .
En fait ,,a cause d 'irréversibilités ( effet joules, potentiels d interface , charge bipassant la pile ) la charge et la décharge ont dans la plupart des piles une efficacité de l ordre de 87% , ce qui fait un rendement de 75% en energie.
p
Ceci est valable pour les piles NiMH, Lithium ion , accus au plomb, nickel soufre , sodium nickel etc ... et même la pile NiH2 qui comme l électrolyseur la pile dite a combustible utilisent l hydrogène gazeux qui se trouve dans un récipient sous pression entourant une cathode en carbone absorbant l hydrogène et l anode en hydroxyde de nickel .
Cette dernière pile entre oxyde de nickel et hydrogène gazeux fut utilisée dans la navette spatiale pour le stockage d energie jour nuit ( durée du jour complet 1h 30 ) avant d etre remplacée par des piles lithium ion, par exemple lors d une sortie dans l espace de Thomas Pesquet en début 2016.
Mais les piles contenant en plus de l espèce active qui porte l energie , des especes auxiliaires, par exemple pour la pile lithium ion, il faut pour chaque ion gramme de lithium pesant 6 grammes, 6 carbones pesant 72 gramme, et 2 molécules d oxyde de cobalt lithium CoLi0.5O2 et en plus de l électrolyte, LiF , dissout dans du polymère.
Bref on arrive a une capacite de l ordre de 270W par kg , alors que 6 grammes de lithium produisent 96400* 4= 400000 joules soit 17kWh par kg .
Donc seulement 1.5 % d élément actif dans une pile lithium ion, et en plus de leur poids les 98.5% d espèces auxiliaires augmentent le prix , surtout le cobalt.
Pour cette raison le système de stockage avec une demi pile que constitue l électrolyseur d eau et la demi pile inverse que constitue la pile a combustible, avec stockage d energie sous forme d hydrogène présente de gros avantages par rapport aux piles en matière de poids .
L hydrogène porte 32kWh par kg et est gratuit en dehors de l energie qu il porte. Mais pour le stocker il faut des bouteilles sous pression, outre l energie qu il faut pour comprimer l hydrogène l enveloppe pese 20 fois le poids de l hydrogène , ce qui ramène l energie massique a 1.6kWh par kg , 6 fois mieux que la pile lithium .
Malheureusement contrairement aux piles le rendement des demi piles liées a l hydrogène, les rendements de charge = électrolyse et décharge = pile a combustible ne sont pas de 87% comme pour les piles, mais de 58% pour les électrolyseurs ( électrolyseur mcphy enertrag de 600kW ) et de 42% pour la pile a combustible ( pile de toyota mirai tenant compte de consommation des auxiliaires, circulateur d hydrogène et compresseur d air ) , donc un rendement entre l électricité pour produire l hydrogène et l électricité produite a partir de l hydrogène et de l air de 24.36%.
En plus il y a de l energie nécessaire pour comprimer l hydrogène ,,car il n est stockable économiquement que sous forte pression, en considérant une pression de sortie d électrolyseur de 30bar et une pression de stockage de 700 bar , il faut 15000 joules par mole soit 2.3 kWh par kg d hydrogène a ajouter a la consommation de l électrolyseur soit 32/58% =55kWh donc 57.3kWh par kg , le
rendement global passe a 24.36*55/57.3=23.4% .
Le systeme perd 76.6% de l électricité entrante , il faut rentrer 3 fois plus d électricité que dans une pile pour pouvoir extraire du système hydrogène la même energie que celle extraite d une pile.
Cela fait plusieurs dizaines d années que les électrolyseurs et piles hydrogène air industrielle existent , les progrès en matière de rendement plafonnent et il n y a plus guere de recherche sauf dans les piles a combustible pour les 3 constructeurs japonais Toyota, Nissan et Honda , qui s acharnent dans un filière inefficace , un gâchis que le japon payera prochainement d une baisse de croissance .
La filière energie hydrogène ne tient que parce que quelque personnes ont intérêt a cela , en France en plus l AMF laisse allègrement les pigeons perdre leur argent dans des introductions et des AK de société au business model , base sur. l hydrogène qui est sans avenir . Ainsi on a eu mcphy mais aussi electric power system societe italienne qui s est fait introduire a paris plutôt qu a milan pour profiter de lAMF et des pigeons qu elle laisse se faire plumer.
Les 2 sociétés ont été introduite avec pour projet l hydrogène energie , mcphy avec son stockage solide d hydrogène et EPS avec des générateurs a pile hydrogène oxygène.
mcphy a abandonne le stockage solide bien moins efficace que le stockage sous pression mais reste dans l hydrogène en ayant acheté une usine de fabrication d électrolyseurs en Italie et une autre en Allemagne .
EPS a aussi quasiment abandonne l hydrogène et conçoit et vend des systèmes de stockage d électricité par piles et notamment la pile nickel sodium qu elle a développée.
Comme la pile NiH2 fonctionnant avec de l hydrogène gazeux a la cathode a un bon rendement décharge/ charge ,,sinon elle n aurait pas été installée dans la navette internationale, c est l oxygène gazeux qui est en cause pour l électrolyseur et la pile hydrogène.
Ainsi pour de simple raisons de physique et pas de thermodynamique, perte d interface entre anode et oxygène ou air gazeux et diffusion de l'oxygène dans l anode, une belle idée se réduit maintenant a une arnaque dans laquelle certains , qui ne peuvent pas ne pas être conscients que l hydrogène energie n a pas d avenir ( hors production directe d hydrogène a partir d energie solaire de manière efficace ) profitent de la naïveté de quelque personnes qui ont de l argent en trop et qui n ont pas les connaissances pour se rendre compte de la réalité.
D autres ,analystes ou forumeurs qui n ont pas de notions techniques et n ont pas de raisons personnelles a faire la promotion de l hydrogène.
Ils relaient la bonne parole des thuriféraires de l'hydrogène en ajoutant des notions telle que :
remplacement du nucléaire ou des hydrocarburespar l hydrogène alors que l'hydrogène n existe pas dans la nature et A quoi ca tient !
l energie mécanique théorique minimum pour dissocier l eau est egale a la variation d enthalpie libre de la reaction de dissociation de l eau soit 34kWh par kg d hydrogène produit ce qui fait une tension minimum,de dissociation de 34*3600000/96400/1000=1.27V pour un électrolyseur idéal,
l energie mécanique théorique maximum pour la recombinaison de l hydrogène avec l oxygène pour former l'eau ,ce qui est exactement la réaction inverse de la dissociation est de 34kWh par kg d hydrogène , soit une tension de 1.27V pour une pile hydrogène oxygène idéale.
Contrairement a un moteur a combustion, il n y a a pas de rendement maximum , fixe par la thermodynamique , entre 25% et 62% , de transformation de l energie thermique en energie électrique .
Ainsi le rendement maximum d une électrolyse de l eau est de 100%,et le rendement théorique de la réaction inverse de la pile a combustible également 100%, pas tout a fait pour cette dernière qui utilise l air et non l oxygène d ou une diminution de l energie récupérable de 2% mais il s agit d un effet de concentration puisque l air contient 20% d oxygène , le rendement reste de 100%.
Les piles réalisent dans un seul appareil la réaction produisant l'électricité et la réaction dans le sens inverse de charge de la pile ,le rendement de conversion de l energie chimique en électricité a un rendement théorique maximum de 100%
Comme la pile ci dessus fonctionnant au gaz oxygène et hydrogène, le rendement de conversion de l électricité en energie chimique , sous forme de variation d enthalpie libre, est également de 100% .
En fait ,,a cause d 'irréversibilités ( effet joules, potentiels d interface , charge bipassant la pile ) la charge et la décharge ont dans la plupart des piles une efficacité de l ordre de 87% , ce qui fait un rendement de 75% en energie.
p
Ceci est valable pour les piles NiMH, Lithium ion , accus au plomb, nickel soufre , sodium nickel etc ... et même la pile NiH2 qui comme l électrolyseur la pile dite a combustible utilisent l hydrogène gazeux qui se trouve dans un récipient sous pression entourant une cathode en carbone absorbant l hydrogène et l anode en hydroxyde de nickel .
Cette dernière pile entre oxyde de nickel et hydrogène gazeux fut utilisée dans la navette spatiale pour le stockage d energie jour nuit ( durée du jour complet 1h 30 ) avant d etre remplacée par des piles lithium ion, par exemple lors d une sortie dans l espace de Thomas Pesquet en début 2016.
Mais les piles contenant en plus de l espèce active qui porte l energie , des especes auxiliaires, par exemple pour la pile lithium ion, il faut pour chaque ion gramme de lithium pesant 6 grammes, 6 carbones pesant 72 gramme, et 2 molécules d oxyde de cobalt lithium CoLi0.5O2 et en plus de l électrolyte, LiF , dissout dans du polymère.
Bref on arrive a une capacite de l ordre de 270W par kg , alors que 6 grammes de lithium produisent 96400* 4= 400000 joules soit 17kWh par kg .
Donc seulement 1.5 % d élément actif dans une pile lithium ion, et en plus de leur poids les 98.5% d espèces auxiliaires augmentent le prix , surtout le cobalt.
Pour cette raison le système de stockage avec une demi pile que constitue l électrolyseur d eau et la demi pile inverse que constitue la pile a combustible, avec stockage d energie sous forme d hydrogène présente de gros avantages par rapport aux piles en matière de poids .
L hydrogène porte 32kWh par kg et est gratuit en dehors de l energie qu il porte. Mais pour le stocker il faut des bouteilles sous pression, outre l energie qu il faut pour comprimer l hydrogène l enveloppe pese 20 fois le poids de l hydrogène , ce qui ramène l energie massique a 1.6kWh par kg , 6 fois mieux que la pile lithium .
Malheureusement contrairement aux piles le rendement des demi piles liées a l hydrogène, les rendements de charge = électrolyse et décharge = pile a combustible ne sont pas de 87% comme pour les piles, mais de 58% pour les électrolyseurs ( électrolyseur mcphy enertrag de 600kW ) et de 42% pour la pile a combustible ( pile de toyota mirai tenant compte de consommation des auxiliaires, circulateur d hydrogène et compresseur d air ) , donc un rendement entre l électricité pour produire l hydrogène et l électricité produite a partir de l hydrogène et de l air de 24.36%.
En plus il y a de l energie nécessaire pour comprimer l hydrogène ,,car il n est stockable économiquement que sous forte pression, en considérant une pression de sortie d électrolyseur de 30bar et une pression de stockage de 700 bar , il faut 15000 joules par mole soit 2.3 kWh par kg d hydrogène a ajouter a la consommation de l électrolyseur soit 32/58% =55kWh donc 57.3kWh par kg , le
rendement global passe a 24.36*55/57.3=23.4% .
Le systeme perd 76.6% de l électricité entrante , il faut rentrer 3 fois plus d électricité que dans une pile pour pouvoir extraire du système hydrogène la même energie que celle extraite d une pile.
Cela fait plusieurs dizaines d années que les électrolyseurs et piles hydrogène air industrielle existent , les progrès en matière de rendement plafonnent et il n y a plus guere de recherche sauf dans les piles a combustible pour les 3 constructeurs japonais Toyota, Nissan et Honda , qui s acharnent dans un filière inefficace , un gâchis que le japon payera prochainement d une baisse de croissance .
La filière energie hydrogène ne tient que parce que quelque personnes ont intérêt a cela , en France en plus l AMF laisse allègrement les pigeons perdre leur argent dans des introductions et des AK de société au business model , base sur. l hydrogène qui est sans avenir . Ainsi on a eu mcphy mais aussi electric power system societe italienne qui s est fait introduire a paris plutôt qu a milan pour profiter de lAMF et des pigeons qu elle laisse se faire plumer.
Les 2 sociétés ont été introduite avec pour projet l hydrogène energie , mcphy avec son stockage solide d hydrogène et EPS avec des générateurs a pile hydrogène oxygène.
mcphy a abandonne le stockage solide bien moins efficace que le stockage sous pression mais reste dans l hydrogène en ayant acheté une usine de fabrication d électrolyseurs en Italie et une autre en Allemagne .
EPS a aussi quasiment abandonne l hydrogène et conçoit et vend des systèmes de stockage d électricité par piles et notamment la pile nickel sodium qu elle a développée.
Comme la pile NiH2 fonctionnant avec de l hydrogène gazeux a la cathode a un bon rendement décharge/ charge ,,sinon elle n aurait pas été installée dans la navette internationale, c est l oxygène gazeux qui est en cause pour l électrolyseur et la pile hydrogène.
Ainsi pour de simple raisons de physique et pas de thermodynamique, perte d interface entre anode et oxygène ou air gazeux et diffusion de l'oxygène dans l anode, une belle idée se réduit maintenant a une arnaque dans laquelle certains , bien conscients que l hydrogène energie n a pas d avenir ( hors production directe d hydrogène a partir d energie solaire de manière efficace ) profitent de la naïveté de quelque personnes qui ont de l argent en trop et qui n ont pas les connaissances pour se rendre compte de la réalité.
D autres , analystes et forumeurs ajoutent des notions que meme ceux qui profitent de l hydrogene n oseraient invoquer:
remplacement du nucléaire ou des hydrocarbures par l hydrogène,,alors qu il n y a pas d hydrogène libre sur terre et qu il faut le produire a partir d une autre energie.
électricité gratuite et " verte" qu il faut stocker et peu importe le rendement du stockage .
energie propre alors que la majorité de l hydrogène utilise même dans les postes de chargement de voiture provient des hydrocarbures,,et qu il faut plus d hydrocarbures , environ 40% de plus,pour produire l hydrogène générant la même energie mécanique propulsant les véhicules qu avec utilisation directe de ces hydrocarbures dans les véhicules.
Ils contribuent a attraper plus de pigeons qui investissent dans du vent (et sans éoliennes)
