Intégration des paramètres spatio-temporels et des risques d ...

tel-00783708, version 1 - 1 Feb 2013
Intégration des paramètres spatio-temporels et des risques d'accident à l'Analyse du Cycle de Vie
rares telles que le lanthane surtout. Mais le nickel et le magnésium peuvent également être
utilisés. Cependant, les métaux et les alliages utilisés sont coûteux et la pureté de l’hydrogène
conditionne leur capacité d’adsorption du fait de la répétition du cycle adsorption/désorption.
De plus, la densité énergétique est encore relativement faible entre 2 et 4 MJ.kg -1 . En outre,
les hydrures sont instables et corrosifs [GALLEY et GATIGNOL, 2001]. Du point de vue
énergétique, l’hydruration (adsorption) est exothermique (ΔH = 150 kJ.kg -1 ), cette chaleur
doit être évacuée alors que la déshydruration (désorption) est endothermique et nécessite un
apport de chaleur. Il est envisagé que dans les véhicules automobiles la chaleur du moteur
serve à la désorption et l’adsorption, quant à elle, devra s’accompagner d’un refroidissement
du réservoir. Ce mode de stockage a connu un essor important dans la fin des années 90 pour
être actuellement délaissé par les chercheurs. Cette perte d’intérêt pour les hydrures
s’explique par leur faible capacité massique de l’ordre de 0,5 à 2% avec pourtant une
température encourageante de 150°C.
1.2.4.4 Adsorption sur charbon actif
Il s’agit là encore d’adsorption mais sur des matériaux poreux carbonés. Le charbon
actif est un matériau poreux à haute capacité d'adsorption, obtenu par la carbonisation de
végétaux ou de minéraux tels que bois, tourbe, anthracite, noix de coco [SUN et MEUNIER,
2003]. La surface spécifique de pores où s’adsorbe le gaz est de l’ordre du millier de m 2 par
gramme de charbon actif. Généralement, le charbon actif, à une température de 293 K et une
pression de 1 bar, permet d’adsorber 14 kg d’hydrogène/m 3 . Cette masse est équivalente à
celle stockée grâce à la compression à 200 bar et 293 K (cf. tableau 1.3). Le plus couramment,
l’adsorption se fait à basse température (77 K) obtenue grâce à une enceinte thermique
isolante d’azote liquide et sous pression (30 bar). Des recherches ont été entamées dans le
développement des nanotubes de carbone qui sont des structures cristallines de carbone
constituées d’un ou plusieurs feuillets de graphite enroulés sur eux-mêmes d’un diamètre
nanométrique. Cependant leurs performances de stockage sont inférieures à celle du charbon
actif.
Ces différents modes de stockage présentent encore beaucoup d’inconvénients et aucun
d’entre eux ne semble assez performant par rapport aux objectifs du DOE (cf. figure 1.2).
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