avec la participation de la DGA

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1 avec la participation de la DGA
Action Concertée ENERGIE CNRS – Ministère de la Recherche avec la participation de la DGA Stockage de l’hydrogène par adsorption sur charbon actif: Étude des effets thermiques lors de la charge dynamique d’un réservoir à lit fixe adsorbant Guillaume HERMOSILLA-LARA 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

2 Hydrogène comme vecteur d’énergie
H2: vecteur d’énergie Dans une application mobile (automobile), l’H2 peut être considéré comme un carburant 2 solutions d’utilisation: Moteur à Combustion interne (MCI) Pile à combustible (PAC) Rdt~30% Rdt~50-70%  La solution PAC reste la meilleure alternative à l’heure actuelle 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

3 Performances pour différents carburants
Critères de performance d’un carburant: (i) densité énergétique massique élevée (réservoir léger), et (ii) densité énergétique volumique élevée (volume peu important du réservoir) Densité volumique d’énergie (P et T normales) de l’hydrogène=6.5kJ/l Densité volumique d’énergie (P et T normales) de l’essence=32MJ/l  Problème de l’hydrogène: densité énergétique volumique très faible 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

4 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique
Illustration Autonomie de 500 kms = 8 kg d’H2 dans un moteur à combustion interne ou 4 kg pour une utilisation « pile à combustible » → 4 kg H2 = 45 m3 à P et T ambiantes!! Défit technologique: trouver une solution permettant d’augmenter la densité volumique d’énergie 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

5 Les méthodes réversibles de stockage de l’hydrogène
H2 gazeux pressurisé (70 MPa) Avantages la plus simple la moins chère Inconvénients Densité énergétique faible Sécurité (haute pression) Hydrogène liquide cryogénique Difficulté technologique (très basse température) Pertes par évaporation Mise en oeuvre difficile hautes densités volumiques basse pression Hydrure métallique (hydrogène gazeux) Pression modérée État solide Moins de problèmes de sécurité liés à l’H2 Poids Coût Cinétique Systèmes chimiques de stockage Problème de régénération 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

6 Méthode de stockage par adsorption
Caractère réversible à T ambiante Solides légers Faible capacité d’adsorption à T ambiante Pas d’application commerciale à ce jour Cependant certains charbons actifs peuvent adsorber entre kgH2/kgcharbon Conditions douces de pression (P~5 MPa) Températures très basses (T~77 K) Combinaison de procédés à basse température et de nouveaux matériaux Réservoirs à lit fixe poreux adsorbant Nous allons nous intéresser dans un premier temps aux adsorbants microporeux 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

7 Procédé de charge dynamique et limitation thermique
Point de vue phénoménologique 5 à 8 kg de H2 Remplissage < 5 minutes Autonomie de 500 km Normes réservoir du DOE : 63 kg.m-3, 6,5 % en poids Effets mécaniques + Adsorption exothermique Augmentation de température Diminution de la capacité de stockage 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

8 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique
Objectifs 1/ Etude des effets thermiques durant la charge Détermination des contributions à l’échauffements 2/ Apprécier la limitation de capacité de stockage induite par la thermique de l’adsorption Outils de simulation (bilans masse, quantité de mouvement et énergie) Expérimentations Confrontations 3/ Proposer des solutions optimales pour la dissipation de chaleur 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

9 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique
Plan de l’exposé Adsorption Approche phénoménologique des effets thermiques lors du remplissage d’un réservoir à lit fixe adsorbant Analyse expérimentale des échauffements Simulation et études de dissipateurs thermiques internes Conclusions 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

10 Adsorption et stockage
Parler adsorption sur surface puis dans un solide microporeux (lennard-jones…) Pour illustrer Densités au voisinage des surfaces obtenues supérieures a celle obtenues par compression (gaz parfait) Nécessité de grande surface Porosité interne très importante 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

11 Adsorption et solides microporeux
Trois types de pores: Macropores (w>50 nm) Mésopores (20<w<50 nm) Micropores (w<20 nm) Caractéristiques d’un matériau poreux: Surface spécifique Volume poreux Taille des pores Distribution de pores 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

12 Introduction au volume microporeux
Quantité adsorbée totale=quantité dans micropores+adsorbée sur surface des macropores et mésopores Adsorption sous forme gazeuse dans les macropores et mésopores L’hydrogène dans les micropores n’est pas sous forme gaz Définition d’un état adsorbé l’essentiel de la quantité adsorbée l’est dans les micropores  Importance du volume microporeux 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

13 Le modèle d’adsorption de Dubinin-Astakhov (DA)
L’équation DA représente les isothermes de type I qui obéissent à la théorie du remplissage volumique microporeux (TVFM): W: volume adsorbé à la pression relative P/Ps(m3) Wo: volume adsorbé à saturation dans les micropores (m3) A: potentiel d’adsorption (kJ/mol) E: énergie caractéristique d’adsorption (kJ/mol) q: paramètre structural d’hétérogénéité PS: pression de vapeur saturante (MPa) ρl: densité de la phase liquide (kg/m3) Modèle de condensation capillaire: 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

14 Les limites de l’équation de DA en conditions supercritiques
Impossibilité de définir PS quand T > TC A haute pression il y aura participation des mésopores et même des macropores dans le processus d’adsorption  adsorption monocouche et multicouches  sous haute pression les paramètres no et E seront dépendants de la température d’équilibre Sous conditions supercritiques le mécanisme d’adsorption ne peut obéir plus à la théorie de Dubinin Certains suggèrent de garder le formalisme de Dubinin en conditions supercritiques 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

15 L’équation de DA en conditions supercritiques
Voici un exemple de détermination d’isothermes à l’aide de ce modèle dans le cas du charbon IRH3 utilisé lors des expériences avec Plim (MPa) Ψ(mmol.g-1) χ (mole.kg-1.K-1)  (kJ.mol-1) ζ (J.mole.K-1) 77.75 7.3235 772.92 18.828 Les valeurs de ψ, χ, κ et ζ nécessaires à l’estimation de n0 et E ont été obtenues à partir du meilleur lissage avec des isothermes expérimentales La valeur de Plim a été aussi déterminée à partir d’isothermes expérimentales. 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

16 Chaleur isostérique d’adsorption
Relation de Van’t Hoff: R: constante des gaz parfaits Z: facteur de compressibilité  Q=3300 J/mol 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

17 Conclusion partielle sur l’adsorption
On a accès à la quantité adsorbée et à la chaleur dégagée par cette quantité Si on a une variation de P ou T on aura la variation correspondante de n en fonction du temps Si l’adsorption est un phénomène quasi-instantané on a directement la quantité adsorbée en fonction du temps dn/dt  Incorporation du phénomène de l’adsorption dans le cadre global de l’étude du procédé de charge dynamique de réservoirs à lit fixe adsorbant 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

18 Retour sur le procédé de charge: Description phénoménologique
gaz Transport du gaz Transfert gaz-solide par adsorption Thermique de l’adsorption Transfert et transport d’énergie dans le lit Conversion en chaleur des travaux de forces de pression « système semi-ouvert » Temps Température Différentes positions Capacité stockage Temps isotherme Moyennée sur l’ensemble Prévision de cette limitation de capacité stockage nécessite la modélisation numérique des transferts matière – QM-énergie 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

19 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique
Description quantitative du procédé de charge Équations de transport en milieu poreux Équation de continuité Équation de quantité de mouvement Équation de l’énergie 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

20 Équations de transport 2D
Un terme puits de masse est ajouté à l’équation classique de conservation de masse, Sm: Terme source de chaleur dû à la réaction d’adsorption: eff est obtenue par la moyenne volumique de la conductivité thermique du fluide et de celle du solide: Dans le cas des milieux poreux un terme source de quantité de mouvement est ajouté à l’équation standard de qdm: 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

21 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique
Description globale La forme intégrale des équations de transport sur le volume, dans lesquelles les pertes de chaleur aux parois sont modélisées par un coefficient de transfert h, donne: Cas d’un réservoir sans lit fixe adsorbant Cas d’un réservoir à lit fixe adsorbant En utilisant dans un premier temps ce modèle macroscopique simple avec une expérience sur un banc de stockage nous allons analyser ces échauffements 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

22 Etude expérimentale des échauffements
Estimation des poids relatifs de ces différents mécanismes de chauffage  plusieurs types d’expériences Comparaison H2/He mise en évidence du phénomène d’adsorption Comparaison H2/He dans des réservoirs sans lit  différence de réponse thermique entre ces deux gaz à des échauffements d’origine purement mécanique 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

23 Etude expérimentale des effets thermiques
Dispositif expérimental de mesures dynamiques de champs de pression et de température Preciser les modifs Capteurs de P Mesure et régulation du débit Interface d’acquisition et de commande Donner les précisions 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

24 Caractéristiques du charbon IRH3
Densité [kg.m-3] Surface BET [m2.g-1] Conductivité effective du lit [W.m-1.K-1] [LEMTA] Porosité totale du lit Porosité hydrodynamique du lit Capacité adsorption à 15 MPa [mol.kg-1] Cp (J/kg/K) 1990 2616 0.2 0.88 0.3 6 725 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

25 Profils dans le cas de réservoirs vides
Résultats caractéristiques d’un remplissage de réservoir sans lit fixe à 100 bars avec un débit régulé à 9.3x10-4 m3/s  Dynamiques d’échauffement très rapides  Échauffement maximal de 18 K 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

26 Profils dans le cas de réservoirs à lit fixe adsorbant
Résultats caractéristiques d’un remplissage de réservoir à lit fixe à 100 bars avec un débit régulé à 9.6x10-4 m3/s  Dynamiques d’échauffements plus longues Échauffement maximal de 45 K Différence observée aussi bien dans le cas de l’He 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

27 Différence d’échauffement d’origine mécanique entre l’H2 et l’He
Comparaison H2/He dans le cas d’enceintes vides (30 Nl/min) SIMULATION La différence d’échauffement est directement corrélée à la différence de coefficients adiabatiques (γ) Ce phénomène sera à prendre en compte lors de la comparaison des échauffements en présence de charbon 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

28 Différence d’échauffement d’origine mécanique et physico-chimique entre l’H2 et l’He
Comparaison H2/He dans le cas d’un réservoir à lit fixe adsorbant 2 expériences avec l’IRH3: H2 et He (adsorption négligeable) He H2 Adsorption + Mécanique Mécanique 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

29 Effets du débit dans le cas de l’hydrogène
Conditions expérimentales: Pcharge=100 bars, Tinitiale=295 K Différence d’échauffement de 100% quand le débit est multiplié par 2 Les maxima de température apparaissent en fin de remplissage Hypothèse: quantité adsorbée est environ identique pour les 3 expériences Comme la puissance thermique correspondant à la conversion en chaleur des travaux de forces de pression sur le gaz entrant est proportionnelle au débit massique A fort débit, le réservoir à lit fixe reçoit donc une puissance plus importante sur des temps plus courts, alors même que les pertes d’énergie par conduction gardent le même temps caractéristique 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

30 Effet de la pression de charge
P=100 barsP=150 bars Tinitiale=295 K; Q=9.2 m3/s Les maxima de température au centre du réservoir apparaissent en fin de remplissage pour les charges à 100 et 155 bars Pour une augmentation de 55% de la pression de chargement il existe donc une différence de 33% entre les amplitudes de températures 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

31 Conclusions partielles (2)
On s’intéressera à un simulateur pour étudier ces effets et tenter de les diminuer 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

32 Simulations sous le logiciel Fluent
Préciser le contexte et la philosophie Modèles physiques adoptés Le gaz est considéré parfait; Exceptée la densité du gaz adsorbable, les propriétés du fluide, des parois et des particules solides sont constantes ; Les propriétés du lit adsorbant sont isotropes ; La résistance thermique entre les parois du réservoir et du lit adsorbant est négligée ; La matrice solide est indéformable et est en équilibre thermique avec le fluide ; L’isotherme d’équilibre du charbon considéré est représentée par l’équation de Dubinin-Astakhov modifiée  La perte de charge due aux frictions est négligée L’enthalpie de la réaction d’adsorption est constante Charge à pression flottante 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

33 Validation des simulations
En prenant en compte l’énergie totale dégagée: Twall ~ 2 K Twall constante Dans le cas de ReDa<2x10-5 le profil de vitesse est celui d’un flux piston sur 95% de la longueur du lit Section d’entrée = Section du réservoir Conditions limites d’entrée = flux massique sous la forme d’un polynôme d’ordre 6 qui correspond au meilleur fit des données expérimentales Loi de débit en entrée 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

34 Validation des simulations
Comparaison des évolutions temporelles de température mesurées et simulées dans le cas d’un remplissage à l’hydrogène (Pch=100 bars, débit =9.2x10-4 m3/s) L’accord entre les dynamiques d’échauffement expérimentales et simulées est bon Écart significatif entre les profils simulés et mesurés dans la phase de décroissance temporelle de température  Explication: différence entre débit de simulation et débit expérimental Mais nous nous intéresserons plus à la dynamique d’échauffement pendant la charge 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

35 Validation des simulations
15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

36 Analyse numérique de l’échauffement
3 simulations: cas avec adsorption exothermique/cas avec adsorption athermique/cas sans adsorption Part de l’adsorption dans l’échauffement = 25 % (à comparer aux 30 % déterminés de manière expérimentale) Échauffement dû à l’adsorption vient essentiellement de l’aspect physico-chimique 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

37 Conclusions partielles (3)
Réservoirs sans lit fixe: Échauffements très rapides (~30 s) et d’environ 20 K (100 bars) Différence d’échauffement entre H2 et He corrélée à la différence de coefficients adiabatiques Réservoirs à lits fixes adsorbants d’IRH3 Échauffements en fin de remplissage et d’environ 45 K (100 bars) Comparaison H2/He: part de l’adsorption~30% Validations Bonne description de la dynamique d’échauffement Phase décroissante de T moins bien décrite Analyse numérique de l’échauffement  adsorption~25% 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

38 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique
Nous abordons les études paramétriques sur deux grandeurs sur la température de charge et la conductivité thermique 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

39 Effet de la conductivité thermique
λ=0.33 W/m/K  λ=2 W/m/K Pcharge=100 bars; Talimentation=295 K; Q=10-4 kg/s Gain de masse de 3% quand λ=0.33 W/m/K  λ=2 W/m/K Perte de masse par rapport à un remplissage isotherme dans le cas de λ=0.33 W/m/K est de 28% Perte de masse par rapport à un remplissage isotherme dans le cas de λ=2 W/m/K est de 25.6%  L’augmentation de la conductivité thermique n’amène donc pas d’amélioration notable dans la gamme de conductivité effective choisie 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

40 Effet de la température d’alimentation
λ=0.33 W/m/K Tparoi= K P=100 bars, Q=10-4 kg/s Augmentation de la quantité de gaz stockée de 30% Perte de masse par rapport à un remplissage isotherme dans le cas de T=233K est de 22% Fraction sous forme adsorbée constante  Échauffements similaires 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

41 Effet combiné d’une conductivité élevée et d’une basse température
λ=2 W/m/K  λ=0.33 W/m/K Tparoi= 233 K Gain de masse stockée=11% Perte de masse stockée par rapport à un remplissage isotherme=3.3% 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

42 Étude de dissipateurs internes
Étude concernant des réservoirs de taille adaptée pour une utilisation automobile (Volume~100 l) Une première étude en 2D: dissipateur sous forme d’empilements de disques H R r L Diffuseur central Disques d’aluminium Réservoir d’acier 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

43 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique
Évolutions de températures moyennes et de dissipations de puissance au niveau d’un étage Puissances dissipées Profils de températures moyennes n=9 Puissance paroi latérale>Puissance disques n=80 Puissance paroi latérale<Puissance disques Échauffements max variant de 17 K à 44 K Temps de refroidissement variant de 200 s à 7000 s 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

44 Films comparatifs de la température au sein du volume représentatif
Cas avec 9 disques Cas avec 80 disques 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

45 Masse réelle stockée en fonction du nombre de disques
Optimum obtenu pour une valeur de H/L=0.33 Gain de 25% de masse stockée par rapport au cas sans disque Part adsorbée de la masse stockée à 200 s=20% dans la configuration optimale La masse des 2 disques représente 3% de la masse du réservoir pour un réservoir de 60 kg Configuration optimale: réservoir constitué de 3 étages ou comprenant 2 disques Si λ=2W/m/K gain supplémentaire de 10 % 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

46 Étude d’un dissipateur-échangeur 3D
Ajout de 5 tubes axiaux à la configuration optimale 2D Diffuseur central du gaz Températures constantes de la paroi extérieure et celle des tubes 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

47 Contours de température
Contour de T dans le plan (xz) à 200 s Contour de T dans le plan (xy) à 200 s 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

48 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique
Masse stockée Gain de masse stockée grâce à l’ajout de tubes: 21% Augmentation de 37% de la masse adsorbée à 600 s grâce à l’ajout de tubes Volume des tubes représente 10% du volume du réservoir 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

49 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique
Conclusion générale Mise en place d’un dispositif expérimental fiable permettant la mesure dynamique de champs de pression et de température Analyse des effets thermiques pour les charbons disponibles Aussi bien par expérience que par simulation nous avons pu estimer la part de l’adsorption Validation de l’outil numérique Fluent dans le cadre de simulations de remplissages de réservoirs à lit fixe adsorbant Ce simulateur a permis des études paramétriques qui ont montré l’intérêt de combiner un travail à basse température avec l’utilisation de lit à conductivité élevée. Avec seulement des conductivités de 2 W/m/K le gain de masse stockée est significatif 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

50 Étude paramétrique du remplissage de réservoirs à lit fixe adsorbant
Action Concertée ENERGIE CNRS – Ministère de la Recherche avec la participation de la DGA Étude paramétrique du remplissage de réservoirs à lit fixe adsorbant Variation de la conductivité effective du lit Changement de la température d’alimentation Effet conjugué d’un abaissement de la température de paroi et d’une augmentation de la conductivité Matériau adsorbant Valeurs de conductivité thermique effective sous hydrogène (W/m/K) Porosité Cp (J.kg-1.K-1) Valeurs de températures de paroi et d’alimentation (K) Capacité d’adsorption à 233 K et 100 bars IRH3 0.33-2 0.88 725 0.6 « AX21 » 1.4 Récapitulatif des caractéristiques des charbons actif IRH3 et « AX21 » et des valeurs de température d’alimentation et de paroi et de conductivité thermique choisies 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

51 avec la participation de la DGA
Action Concertée ENERGIE CNRS – Ministère de la Recherche avec la participation de la DGA Effet conjugué d’un abaissement de la température de paroi et d’une augmentation de la conductivité Quatre jeux de simulations : 295 K/0.33 W/m/K, 295 K/2 W/m/K, 233 K/0.33 W/m/K, 233 K/2 W/m/K 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

52 avec la participation de la DGA
Action Concertée ENERGIE CNRS – Ministère de la Recherche avec la participation de la DGA Effet conjugué d’un abaissement de la température de paroi et d’une augmentation de la conductivité Température de paroi (K) Conductivité thermique effective du lit poreux (W/m/K) Masse totale stockée/masse de charbon (%) Masse adsorbée/masse de charbon (%) T au centre du réservoir (point T3) (K) 295 0.33 3.28 0.478 46 2 3.31 0.483 45 233 3.54 0.505 15 4.17 0.564  Effet combiné d’une augmentation de la conductivité thermique et d’une diminution de la température de paroi conduit à un gain de 18 % sur la masse adsorbée et 27 % sur la masse stockée 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

53 Étude de dissipateurs internes
Charbon actif utilisé « AX21 » AX21 autant performant que l’IRH3 à température ambiante AX21 beaucoup plus performant à basse température Chaleur isostérique d’adsorption= 6.4 kJ/mol, soit le double de celle de l’IRH3 Matériau adsorbant Conductivité thermique effective du lit sous H2(W/m/K) Densité du matériau (kg.m-3) Cp (J.kg-1.K-1) Capacité d’adsorption à 233 K et 100 bars (wt%) « AX21 » 0.33 1990 725 1.4 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

54 Les méthodes de stockage de l’hydrogène
Action Concertée ENERGIE CNRS – Ministère de la Recherche avec la participation de la DGA Les méthodes de stockage de l’hydrogène Compression à haute pression Liquéfaction cryogénique Hydrures métalliques Matériaux carbonés Systèmes hydrurés chimiques (non-réversibles) Réversibles 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique

55 Comparaison des méthodes réversibles de stockage de l’hydrogène
Action Concertée ENERGIE CNRS – Ministère de la Recherche avec la participation de la DGA Comparaison des méthodes réversibles de stockage de l’hydrogène Compression (P=34.5 MPa) Liquéfaction cryogénique Hydrures métalliques Masse stockée (kg) 3.75 Consommation (mg/km) [MJ/km] 6.3 2.05 6.4 2.95 8.1 2.6 9.7 3 Autonomie (kms) 600 585 460 390 Poids du réservoir (kg) 57 23 350 145 Basse T (FeTi) Haute T (Mg) Sarkar A. and Banerjee R., Net Energy Analysis of Hydrogen Storage Options, IJHE, 30, 2005  Performances similaires des méthodes par compression et liquéfaction cryogénique 15/02/07 UJF, Grenoble 1, Ecole Doctorale Mécanique-Energétique