[Hydrogène] Hydrogène et piles à combustible

tita · Message par **tita** » 09 août 2005, 18:42

AJH a écrit :
mahiahi a écrit :On en a déjà parlé ailleurs, le problème reste entier : avec quelle énergie compresser l'air?
.. avec n'importe quelle énergie renouvellable ou non.
Puisque nous avons les centrales nucléaires, autant qu'elles servent à quelque chose... donc la compression par l'électricité me semble la moins pire des solutions.
L'air comprimé n'est rien d'autre qu'un stockage, certainement le moins polluant et le moins cher en terme de coûts écologiques... en tous cas, c'est mieux que les batteries ...

Mouais... rester à comparer la densité d'énergie de l'air comprimé. J'ai du mal à imaginer des camions de 20t roulant plus d'1km à l'air comprimé, en supposant que la taille des réservoirs soit identiques

Lo · Message par Lo » 10 août 2005, 04:42

tita a écrit : Mouais... rester à comparer la densité d'énergie de l'air comprimé. J'ai du mal à imaginer des camions de 20t roulant plus d'1km à l'air comprimé, en supposant que la taille des réservoirs soit identiques

Effectivement, j'avais fait les calculs, 300 litres à 300 bars contiennent autour de 11,5 kWh soit à peu près ce que contient 1 kg (ou litre) de pétrole (c'est très décevant !). Si on double le rendement par rapport à une voiture très performante (5l/100 km), je dirais, à la louche, une autonomie variant de 25 à 40 km suivant le terrain et le type de conduite. Si on allège la voiture d'un facteur 2, on peut espérer 50 à 80 km d'autonomie.
Avec un gros camion (facteur 8 de consommation : 40 l/100 km), on trouve, toujours avec des réservoirs de 300 l à 300 bars, entre 3 et 5 km.
Donc tita est un peu pessimiste d'un demi ordre de grandeur.

Ca n'est pas l'air comprimé qui n'est pas adapté au voitures mais les voitures actuelles (trop lourdes) qui ne sont pas adaptées à l'air comprimé

echazare · Message par **echazare** » 10 août 2005, 08:45

mahiahi a écrit :
Lo a écrit :
energy_isere a écrit : Lo, peux tu m'indiquer ce site sur la compression d'air ?
Merci
http://www.mdi.lu/

Je ne prétends pas que la technique de Guy Nègre va percer dans les années à venir, mais c'est très séduisant.
Sur le plan théorique il n'y a pas d'obstruction car des tramways circulaient à la fin du 19ème ou début du 20ème à l'air comprimé.
On en a déjà parlé ailleurs, le problème reste entier : avec quelle énergie compresser l'air?

il vaut mieux mettre le compresseur directement en liaison avec la transmission plutot que de passer par un moteur a air comprimé, gain en rendement. De plus l'energie sockée dans un reservoir a 300bar et 400L ne suffit pas a faire plus de qque km, l'essentiel de cette energie etant consommée au démarrage.

AJH · Message par **AJH** » 10 août 2005, 09:20

Lo a écrit :
Effectivement, j'avais fait les calculs, 300 litres à 300 bars contiennent autour de 11,5 kWh soit à peu près ce que contient 1 kg (ou litre) de pétrole (c'est très décevant !). Si on double le rendement par rapport à une voiture très performante (5l/100 km), je dirais, à la louche, une autonomie variant de 25 à 40 km suivant le terrain et le type de conduite. Si on allège la voiture d'un facteur 2, on peut espérer 50 à 80 km d'autonomie.
Avec un gros camion (facteur 8 de consommation : 40 l/100 km), on trouve, toujours avec des réservoirs de 300 l à 300 bars, entre 3 et 5 km.
Donc tita est un peu pessimiste d'un demi ordre de grandeur.

Ca n'est pas l'air comprimé qui n'est pas adapté au voitures mais les voitures actuelles (trop lourdes) qui ne sont pas adaptées à l'air comprimé

Z'êtes surs de vos calculs ?
Sur le site MDI (dans histoire) on trouve ceci à propos des tramways

Techniquement, l'air comprimé était stocké à 80 bars et il s'en consommait un peu moins de 14 kg par kilomètre parcouru. L'air était détendu à 8 bars avant de pénétrer dans le moteur. [...]

L'air comprimé était produit dans des usines et distribué par un réseau de canalisations aux terminus ou en des points du réseau dits " stations de biberonnage ", où les réservoirs placés sous la locomotive (capacité 530 kg d'air) étaient rechargés.

... si on arrivait à faire rouler des tramway, très lourds à l'époque, on devrait faire aussi bien maintenant , non ?..
Ceci dit MDI donne à propos de ses réservoirs "340 litres d'air comprimé à 300 bars soit 102000 litres d'air"
.. si mes souvenirs sont exacts l'air c'est 1,4 kg / 1000 litres, il y aurait donc 140 kg d'air ???

alan · Message par **alan** » 10 août 2005, 09:28

Bien plus intéressante que l'air comprimé, la technologie des volants d'inertie commence à se développer ( volant en rotation sur paliers magnétiques). Des "armoires" contenant de tels volant sont déjà commercialisées comme groupe d'alimentation de secours.
Un problème cependant dans les véhicules :
La sécurité.. en cas d'accident, que se passe t-il lorsqu'un volant de plusieur dizaines de Kg, tournant à 40.000tr/mn est libéré...

echazare · Message par **echazare** » 10 août 2005, 10:58

AJH a écrit :
Lo a écrit :
Effectivement, j'avais fait les calculs, 300 litres à 300 bars contiennent autour de 11,5 kWh soit à peu près ce que contient 1 kg (ou litre) de pétrole (c'est très décevant !). Si on double le rendement par rapport à une voiture très performante (5l/100 km), je dirais, à la louche, une autonomie variant de 25 à 40 km suivant le terrain et le type de conduite. Si on allège la voiture d'un facteur 2, on peut espérer 50 à 80 km d'autonomie.
Avec un gros camion (facteur 8 de consommation : 40 l/100 km), on trouve, toujours avec des réservoirs de 300 l à 300 bars, entre 3 et 5 km.
Donc tita est un peu pessimiste d'un demi ordre de grandeur.

Ca n'est pas l'air comprimé qui n'est pas adapté au voitures mais les voitures actuelles (trop lourdes) qui ne sont pas adaptées à l'air comprimé
Z'êtes surs de vos calculs ?
Sur le site MDI (dans histoire) on trouve ceci à propos des tramways

Techniquement, l'air comprimé était stocké à 80 bars et il s'en consommait un peu moins de 14 kg par kilomètre parcouru. L'air était détendu à 8 bars avant de pénétrer dans le moteur. [...]

L'air comprimé était produit dans des usines et distribué par un réseau de canalisations aux terminus ou en des points du réseau dits " stations de biberonnage ", où les réservoirs placés sous la locomotive (capacité 530 kg d'air) étaient rechargés.
... si on arrivait à faire rouler des tramway, très lourds à l'époque, on devrait faire aussi bien maintenant , non ?..
Ceci dit MDI donne à propos de ses réservoirs "340 litres d'air comprimé à 300 bars soit 102000 litres d'air"
.. si mes souvenirs sont exacts l'air c'est 1,4 kg / 1000 litres, il y aurait donc 140 kg d'air ???

il faut a peu pret un moteur d' 1 CV pour comprimer 2m3 (volume constant) d'air à 300bar en 1 heure. PAs de quoi donner au moteur a air comrpimé une autonomie superieure a quelques centaines de metre a une voiture de 500kg.

Lo · Message par Lo » 10 août 2005, 16:31

echazare a écrit : il faut a peu pret un moteur d' 1 CV pour comprimer 2m3 (volume constant) d'air à 300bar en 1 heure. PAs de quoi donner au moteur a air comrpimé une autonomie superieure a quelques centaines de metre a une voiture de 500kg.

Oui mais ces 2m^3 d'air deviennent 6,7 litres après compression à 300 bars, donc on est loin des 300 litres !
D'autre part pour l'autonomie il faut effectivement ne pas appliquer un coeff global par rapport à une voiture normale, mais séparer le régime transitoire (démarrage, plus important pour une voiture de faible autonomie) et le régime permanent. Ca diminue un peu l'autonomie (pour les voitures) mais l'ordre de grandeur est le même (50 km avec une voiture très légère).

Le calcul de 11,9 kWh pour 300l à 300 bars est bon, je l'ai vérifié à nouveau avec des outils de math élémentaires
(travail de la force appliqué au piston dans un cylindre de bonne dimension=V.P1.[R.(ln(R)-1)+1] où V est le volume du réservoir ici 0,3 m^3, P1 la pression extérieure ici 1,01.10^5 Pa et R le rapport de compression ici 300). Ca fait un peu plus d’un litre d’essence ou de gazole. Et avec un litre on fait plus que quelques centaines de mètres, sans compter que d’après Guy Nègre le rendement est sensiblement meilleur. Dans le pire des cas on peut compter sur au moins 25 km (j’insiste) ce qui en fait un bon véhicule urbain (mais pas encore péri urbain).

Papey · Message par **Papey** » 10 août 2005, 16:43

A partir de quel moment devient-il plus intéressant de revenir à l'âne ou au cheval pour le transport de marchandises lourdes ? Pour le transport des personnes il y aura toujours le vélo (qui coûtera de plus en plus cher, certes).

Lo · Message par Lo » 10 août 2005, 16:45

Ah j'oublais, le résultat du travail est en joule. Il faut diviser par 3 600 000 pour l'avoir en kWh ou bien par 42 000 000 pour l'avoir en kilo ou litre de pétrole (densité proche de 1).
Rien n'empèche un camion d'embarquer 10 m^3 de reserve d'air comprimé à 300 bars pour une autonomie 80-100 km suffisante avec un bon maillage de stations services (le plein en 5-10 min avec plusieurs pistolets). Mais ce système serait mieux adapté au train.

Lo · Message par Lo » 10 août 2005, 22:45

Papey a écrit :A partir de quel moment devient-il plus intéressant de revenir à l'âne ou au cheval pour le transport de marchandises lourdes ? Pour le transport des personnes il y aura toujours le vélo (qui coûtera de plus en plus cher, certes).

Tout dépand si les canassons mangent du bio ou de l'intensif.

La question n'est pas aussi fantaisiste qu'on pourrait le croire car le halage a un très bon rendement.

AJH · Message par **AJH** » 10 août 2005, 22:50

Lo a écrit :Et avec un litre on fait plus que quelques centaines de mètres, sans compter que d’après Guy Nègre le rendement est sensiblement meilleur. Dans le pire des cas on peut compter sur au moins 25 km (j’insiste) ce qui en fait un bon véhicule urbain (mais pas encore péri urbain).

Avec un chauffage d'appoint au fuel (#2 litres /100 km) ils m'ont donné 1000 km d'autonomie à 90km/h ..
Bidon ?

greenchris · Message par **greenchris** » 11 août 2005, 08:56

AJH a écrit :
Lo a écrit :Et avec un litre on fait plus que quelques centaines de mètres, sans compter que d’après Guy Nègre le rendement est sensiblement meilleur. Dans le pire des cas on peut compter sur au moins 25 km (j’insiste) ce qui en fait un bon véhicule urbain (mais pas encore péri urbain).
Avec un chauffage d'appoint au fuel (#2 litres /100 km) ils m'ont donné 1000 km d'autonomie à 90km/h ..
Bidon ?

Je ne sais pas pour les chiffres, mais le mode de fonctionnement devient n'importe quoi, s'il faut en plus de l'inconvénient de la place des réserve d'air, on doit enbarquer du Fioul, où va-t-on ? Il a inventé l'hybride fioul- air comprimé.
Je pense que l'hybride fioul-électricité a plus d'avenir. Les moteurs électriques ont un excellent rendement. Tu met le système Toyota dans son véhicule très léger comme le sien, et tu obtiens les mêmes performances.
Pourquoi nous avoir baratiné pendant 10 ans sur les capacités de l'air comprimé, si c'est pour revenir à un moteur consommant du fioul.

Lo · Message par Lo » 11 août 2005, 11:23

greenchris a écrit :
AJH a écrit :
Lo a écrit :Et avec un litre on fait plus que quelques centaines de mètres, sans compter que d’après Guy Nègre le rendement est sensiblement meilleur. Dans le pire des cas on peut compter sur au moins 25 km (j’insiste) ce qui en fait un bon véhicule urbain (mais pas encore péri urbain).
Avec un chauffage d'appoint au fuel (#2 litres /100 km) ils m'ont donné 1000 km d'autonomie à 90km/h ..
Bidon ?
Je ne sais pas pour les chiffres, mais le mode de fonctionnement devient n'importe quoi, s'il faut en plus de l'inconvénient de la place des réserve d'air, on doit enbarquer du Fioul, où va-t-on ? Il a inventé l'hybride fioul- air comprimé.
Je pense que l'hybride fioul-électricité a plus d'avenir. Les moteurs électriques ont un excellent rendement. Tu met le système Toyota dans son véhicule très léger comme le sien, et tu obtiens les mêmes performances.
Pourquoi nous avoir baratiné pendant 10 ans sur les capacités de l'air comprimé, si c'est pour revenir à un moteur consommant du fioul.

Effectivement AJH et greenchris ça a l'air d'une usine à fuel au vu des performances des meilleures voitures actuelles c1, prius, cuore,...

AJH · Message par **AJH** » 12 août 2005, 22:13

greenchris a écrit : Je ne sais pas pour les chiffres, mais le mode de fonctionnement devient n'importe quoi, s'il faut en plus de l'inconvénient de la place des réserve d'air, on doit enbarquer du Fioul, où va-t-on ? Il a inventé l'hybride fioul- air comprimé.
Je pense que l'hybride fioul-électricité a plus d'avenir. Les moteurs électriques ont un excellent rendement. Tu met le système Toyota dans son véhicule très léger comme le sien, et tu obtiens les mêmes performances.
Pourquoi nous avoir baratiné pendant 10 ans sur les capacités de l'air comprimé, si c'est pour revenir à un moteur consommant du fioul.

Je n'essaye pas de défendre MDI mais si Guy Negre a inventé l'hybride fioul-air, Toyota a inventé l'hybride fioul-électricité ...

Voiture chère et les batteries c'est plutôt polluant (aussi)
AJH

Message par **MadMax** » 20 oct. 2005, 23:03

Ecologie

ÉNERGIE - Pour se chauffer, rien ne vaut une vache

Des chercheurs ont trouvé le moyen de faire fonctionner des piles à combustible à partir de bouse de vache ou de détritus.

Vous cherchez un combustible révolutionnaire pour recharger vos appareils électriques ? La bouse de vache est faite pour vous. Des chercheurs de l’université de l’Ohio ont réussi à faire fonctionner des piles à combustible avec du fumier. Les bouses génèrent en effet suffisamment d’électricité pour recharger les piles d’un baladeur. Cette expérience n’est que l’un des nombreux exemples de la détermination d’ingénieurs visionnaires qui cherchent à créer des piles à combustible, lesquelles génèrent de l’électricité par réaction chimique, pour une utilisation dans la vie quotidienne.
En règle générale, les efforts des chercheurs se concentrent sur la meilleure façon de produire et d’utiliser de l’hydrogène, le combustible idéal pour ce genre de piles. Mais l’hydrogène est d’une manipulation complexe : il doit être stocké sous de hautes pressions à basse température, et sa production exige également de grandes quantités d’énergies fossiles. C’est pourquoi certains chercheurs tentent aujourd’hui de trouver d’autres types de combustibles.
C’est là que la bouse de vache entre en scène. Plusieurs laboratoires étudient le potentiel de certaines bactéries susceptibles de faire fonctionner les piles à combustible, bactéries qui sont présentes, par exemple, dans les détritus. Les chercheurs de l’Ohio se sont inspirés de l’un des systèmes les plus efficaces de traitement des bactéries disponibles dans la nature : l’estomac principal de la vache. Les bactéries présentes dans la panse de la vache libèrent des électrons qui dégradent la cellulose. Les chercheurs ont utilisé ce liquide de fermentation comme source d’électrons pour alimenter en électricité une pile à combustible. D’après les déclarations de l’équipe de chercheurs, c’est la première fois qu’une pile à combustible de ce genre fonctionne à la cellulose. Hamid Rismani-Yazdi, principal auteur de cette étude, estime que la bouse de vache pourrait être le combustible idéal. Elle contient les mêmes bactéries que celles qui sont présentes dans la panse de la vache et suffisamment de résidus de cellulose pour les faire prospérer. Hamid Rismani-Yazdi et Ann Christy, coauteur de l’étude, et leurs étudiants ont réussi à faire fonctionner des piles à la bouse de vache qui produisent chacune de 300 à 400 millivolts. Ils sont parvenus à recharger leurs téléphones portables en mettant en série plusieurs piles.
A l’université Purdue, dans l’Illinois, Evgeny Shafirovich et ses collègues étudient un autre procédé : des petites boules qui libèrent de l’hydrogène et qui sont insérées dans des cartouches de la taille d’une carte de crédit. L’hydrogène permettrait de faire fonctionner de minuscules piles à combustible qui à leur tour pourraient recharger les batteries d’ordinateurs et de téléphones portables et de gadgets électroniques. Ces boulettes contiennent un mélange de particules microscopiques d’aluminium et de borohydride de sodium. Ce mélange ferait office de catalyseur pour décomposer l’eau en hydrogène et en oxygène. Selon Evgeny Shafirovich, l’utilisation de mélanges chimiques de ce genre pour produire de l’hydrogène permettrait de résoudre les problèmes de manipulations liés à ce combustible.
Un autre chercheur de l’université Purdue, Mahdi Abu-Omar, a trouvé une autre solution. Son laboratoire a réussi à produire de l’hydrogène avec de l’eau et des molécules organiques appelées les organosilanes. Le rhénium, un métal rare, sert de catalyseur. “Nous savons désormais que l’on peut produire de l’hydrogène à partir d’eau et d’une matière organique. C’est un point capital. Peut-être pouvons-nous trouver d’autres catalyseurs capables de produire de l’hydrogène à partir de détritus”, explique-t-il. De son côté, Hamid Rismani-Yazdi croit beaucoup à la bouse de vache. “Nous avons bon espoir qu’un jour les éleveurs puissent utiliser leurs réserves de fumier comme une énorme pile à combustible et produire suffisamment d’électricité pour alimenter leurs installations”, conclut-il.

Robert C. Cowen
The Christian Science Monitor

oleocene.org

[Hydrogène] Hydrogène et piles à combustible

Volants d'inertie