Le stockage du dihydrogène
Il existe plusieurs façons de stocker du dihydrogène, sous forme de gaz pressurisé, sous forme liquide ou bien dans des solides.
La forme choisie pour le stockage dépend de l'utilisation, on privilégiera la forme liquide pour des quantités importantes (de l'ordre de la tonne) et la forme gazeuse compressée pour des quantités n'excédant pas la dizaine de kg.
Pour les voitures on privilégierait la forme gazeuse. Tandis que pour les utilisations plus large on utiliserait du dihydrogène sous forme liquide.
2.1 Le stockage sous forme gazeuse
2.1.1 Le processus de compression et le problème du stockage
Il s'agit de compresser le gaz pour pouvoir le transporter, mais il y a un problème, l'hydrogène a une très faibe masse molaire (2.0 g.mol-1). En effet pour donner un exemple le méthane qui est aussi un gaz, comprimé à 20MégaPa a un poids de 100kg.m3 tandis que le dihydrogène comprimé dans les mêmes conditions a un poids seulement de 14kg.m3
On voit que "l'encombrement " important du dihydrogène est un obstacle à son utilisation à plus grande échelle. Mais si la compression est réalisée à pour de grandes quantités de H2 et à une pression suffisament forte, le problème peut être résolu.
2.1.2 Le transport et le stockage sous forme gazeuse
Il subsiste un dernier problème, celui du stockage dans les véhicules, en effet si le gaz est comprimé fortement, il faut que le réservoir puisse résister à ces fortes pressions.
Pour parer à ce problème on a développé des réservoirs adaptés au type de stockage souhaité; mobile (voiture, bus) ou stationnaire, réservoir pour le remplissage des réservoirs mobiles (station service)
Les réservoirs sont constitués de plusieurs couches et enveloppes de protections, il en existe de plusieurs types comme le réservoir haute pression (HP) ou haute pression basse température (HPBT). Ces réservoirs présentent des avantages mais ils restent difficile d'utilisation à grande échelle. Une percé en cette matière est prévue dans une dizaine d'année car des recherches sont en cours.
Les mêmes réservoirs sont utilisés pour le transport mais de plus grandes dimensions.
2.2 Le stockage sous forme liquide
2.2.1 La compression sous forme liquide
Le dihydrogène passe sous forme liquide à 20.3K soit -252.85°C. Le dihydrogène sous forme liquide est 800 fois plus dense que sous sa forme gazeuse, on voit donc l'interêt pour le transport.
Cependant il est nécessaire d'utiliser des techniques de pointe en matière de technologie cryogénique pour atteindre ces températures et pour conserver le dihydrogène sous forme liquide.
Les techniques de liquéfaction ont été beaucoup amélirées par le français George Claude fontateur de air liquide. Ces procédés pour atteindre les 20.3K utilisent l'azote liquide restent néanmoins coûteux.
2.2.2 Les problèmes du stockage sous forme liquide.
Le stockage à 30MPa pose des problèmes de sécurité (risque d'explosion violente). Et un des problème principaux reste le fait qu'aucun réservoir n'est pour l'instant très adapté au stockage du dihydrogène et que chaque jour le réservoir perd 1% de son contenu en masse.
2.2.3 Le transport du dihydrogène liquide.
On peut transporter le dihydrogène liquide plus facilement que dihydrogène gazeux par route ou par mer, le transport du lieu de grande production au lieu de grande consomation s'assimile alors à celui du gaz naturel. On utilise alors des camions citerne (3.5 t) ou des cargos (10000 t).
Prototype de réservoir BMW :
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