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1 - CONTEXTE

2 - DESCRIPTION TECHNIQUE DE L'INNOVATION

3 - APPLICATIONS ET MISE EN ŒUVRE

4 - PERSPECTIVES ET ÉVOLUTIONS

Article de référence | Réf : IN170 v1

Stockage massif de l'hydrogène dans l'hydrure de magnésium

Auteur(s) : Patricia DE RANGO, Daniel FRUCHART, Philippe MARTY

Relu et validé le 01 avr. 2024

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NOTE DE L'ÉDITEUR

Cet article décrit un ensemble de travaux qui ont valu à leurs auteurs l'attribution du prix Yves Rocard de la Société française de physique en octobre 2012. Cette innovation a été récompensée en 2023 par le Prix de l’inventeur européen décerné l'Office européen des brevets.

10/04/2024

RÉSUMÉ

Le stockage solide de l'hydrogène sous forme d'hydrure de magnésium (MgH2) permet la conversion à grande échelle de l'énergie électrique, notamment d'origine renouvelable. Des poudres nanostructurées très réactives sont obtenues par cobroyage de MgH2 et de métaux de transition. Après compaction avec du graphite expansé, ces poudres conduisent à des matériaux composites performants en termes de capacité de stockage et de cinétique de sorption de l'hydrogène. Les réactions d'hydruration (déshydruration) étant fortement exothermiques (endothermiques), le développement de réservoirs performants impose une gestion thermique pointue. Des outils numériques et analytiques ont été développés afin d'aider à la conception de ces systèmes de stockage.

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ABSTRACT

Large-scale hydrogen storage in magnesium hydride

Solid state hydrogen storage under the form of magnesium hydride (MgH2) allows for the large-scale conversion of electrical energy, including renewable sources. Highly reactive nanostructured powders are obtained by the co-milling of MgH2 with transition metals. After compaction with expanded graphite, these powders allow for the production of composite materials with high storage capacity and very good kinetics of hydrogen sorption. As hydrogenation (dehydrogenation) reactions are strongly exothermic (endothermic), the development of performing tanks requires a state-of-the-art thermal management. Analytical and numerical tools have been developed in order to assist in the design of these storage systems.

Auteur(s)

  • Patricia DE RANGO : Directeur de recherche Institut Néel et CRETA, CNRS, Grenoble, France

  • Daniel FRUCHART : Directeur de recherche Institut Néel et CRETA, CNRS, Grenoble, France

  • Philippe MARTY : Professeur à l'université Joseph Fourier Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels, UJF, Grenoble, France - Cet article décrit un ensemble de travaux qui ont valu à leurs auteurs l'attribution du prix Yves Rocard de la Société française de physique en octobre 2012. Ce prix est destiné à récompenser une innovation ayant entraîné un transfert technologique

INTRODUCTION

Points clés

Domaine : Stockage de l'énergie

Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité

Technologies impliquées : Stockage solide de l'hydrogène dans des hydrures métalliques

Domaines d'application : Stockage des énergies renouvelables

Principaux acteurs français :

CNRS-Institut Néel & CRETA, Grenoble

Université Joseph Fourier-Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels, Grenoble

CNRS-Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux, Pessac

CNRS-Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est, Thiais

CEA-LITEN, Grenoble

Université de Picardie-Laboratoire de Réactivité et Chimie des Solides

Pôles de compétitivité : Tenerrdis, Alphea

Industriels : McPhy Energy

Autres acteurs dans le monde :

Université de Québec à Trois-Rivières, Canada

Université de Padoue, Italie

NIMCR, Tsukuba, Japon

Contact : [email protected] ; [email protected] ; [email protected]

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-in170


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - FUKAI (Y.) -   The metal-hydrogen system, bulk properties.  -  Ed. by U. Gonser, Springer series in material science, 21 (1993).

  • (2) - GÉRARD (N.), ONO (S.) -   Hydrogen in intermetallic compounds II  -  . In Topics in Applied Physics, Springer Verlag, no 67, Chap. 4. p. 165 (1992).

  • (3) - ZACHARIASEN (W.H.), HOLLEY (C.E.), STAMPER (C.E.) -   Neutron diffraction study of magnesium deuteride,  -  Acta Crystallographica, 16, p. 352-353 (1963).

  • (4) - WIBERG, GOELTZER, BAUER -   *  -  Zeitchrift für Naturforschung, 6b, p. 394 (1951).

  • (5) - ISLER (J.) -   *  -  Thèse de l'université de Dijon, France (1979).

  • (6) - OELERICH (W.), KLASSEN (T.), BORMANN (R.) -   Comparison of the catalytic effects of V, V2O5 , VN, and VC on the hydrogen sorption of nanocrystalline Mg.  -  ...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

1 Sites Internet

Institut Néel http://www.neel.cnrs.fr/

Consortium de recherche pour l'émergence de technologies avancées http://www.creta.grenoble.cnrs.fr/

Laboratoire des Écoulements géophysiques et industriels http://www.legi.grenoble-inp.fr

McPhy Energy SA, 26190 La Motte Fanjas, France http://www.mcphy.com/fr/

HAUT DE PAGE

2 Normes et Standards

ISO 16111 - 2008 - Appareils de stockage de gaz transportables – Hydrogène absorbé dans un hydrure métallique réversible, 22 pages - -

HAUT DE PAGE

3 Brevets

Brevet J. Charbonnier et al., Composites nanocristallins pour le stockage de l'hydrogène, WO2007/125253

Brevet A. Chaise et al., Matériaux de stockage de l'hydrogène à base d'hydrure de magnésium, WO2009/080986

Brevet A. Chaise et al., Réservoir de stockage de l'hydrogène, WO2009/080975

Brevet G. Bienvenu et al., Réservoir adiabatique d'hydrure métallique, WO2010/076415

Brevet G. Bienvenu et al., Réservoir de stockage de l'hydrogène à l'état solide, WO2011/033192

Brevet...

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