Purification
Combustible hydrogène - Production

Un bon fonctionnement et la longévité des piles à combustible exigent un hydrogène pur, d'un degré 3N (99,9 %) ou plus, et surtout exempt d'oxyde de carbone (moins de 20 ppm molaire), d'où le plus souvent la nécessité de purifier le gaz produit par les méthodes décrites ci-avant. Pour cela, il existe plusieurs procédés dont la séparation par membranes, la cryogénie et, le plus utilisé, l'adsorption sélective utilisant des matériaux poreux de type alumino-silicate.

• Les membranes sont des barrières de quelques centaines de nanomètres à quelques millimètres d'épaisseur qui, sous l'effet d'une force de transfert, vont permettre ou non le passage de certains composants. Parmi les membranes existantes, les membranes inorganiques, métalliques ou céramiques, bien que les plus onéreuses, sont celles qui tolèrent les flux les plus élevés et sont les plus résistantes (corrosion, pression, température).

• La séparation cryogénique est une distillation à basse température qui condense les composants du gaz à purifier ayant un point d'ébullition à une plus haute température que l'hydrogène. C'est un mode de séparation plus ancien, coûteux en énergie qui est adapté à l'obtention d'hydrogène de grande pureté (4 ou 5 N, soit 99,99 % ou 99,999 %).

• En 1960, les premières installations du procédé dit de pressure swing adsorption (PSA) à l'échelle industrielle ont été réalisées pour la séparation de l'air et la production de l'hydrogène. Ces procédés sont basés sur les brevets de Skarstrom et Guerin en 1957 et 1958 . La première unité commerciale de purification d'hydrogène par PSA a été installée, en même temps qu'un réformateur, à Toronto en 1966 . Le PSA constitue la méthode la plus importante en capacité...