Article

1 - CAHIERS DES CHARGES DES MATÉRIAUX UTILISÉS POUR LA PRODUCTION ET LA CONVERSION DE L'HYDROGÈNE

2 - SÉLECTION ET REVUE DES PROPRIÉTÉS CLÉS DES MATÉRIAUX PAR APPLICATION

3 - MISE EN ŒUVRE DES MATÉRIAUX SUIVANT LES APPLICATIONS

4 - ENJEUX ACTUELS DES MATÉRIAUX DE LA FILIÈRE HYDROGÈNE

5 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : N1205 v1

Matériaux de la filière hydrogène - Production et conversion

Auteur(s) : Florence LEFEBVRE-JOUD, Julie MOUGIN, Laurent ANTONI, Étienne BOUYER, Gérard GEBEL, Fabien NONY

Date de publication : 10 avr. 2010

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Présentation

RÉSUMÉ

ce jour, le développement d’une filière hydrogène impose de modifier les technologies et les usages actuels pour la rendre respectueuse de l’environnement. Les étapes de production et de conversion de l'hydrogène par électrolyse de l'eau et dans des piles à combustible nécessitent l’utilisation de tous les matériaux traditionnels (polymères, céramiques, alliages métalliques, composites). Leur cahier des charges et les environnements dans lesquels ces matériaux sont appelés à fonctionner sont très spécifiques. De l’étude des interactions et de la compatibilité des matériaux sélectionnés découlent les performances, la durée de vie et le coût de la production et la conversion d’hydrogène.

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ABSTRACT

To date, the development of an environmentally friendly hydrogen technology requires modifying technologies and up-to-date practices. The production and conversion stages of hydrogen by water electrolysis and in fuel cells require the use of all traditional materials (polymers, ceramics, metallic alloys, composite materials). Their specifications and the environments in which these materials are used are extremely specific. The performance, lifetime and production cost of hydrogen conversion is based on the study of the interactions and compatibility of the selected materials.

Auteur(s)

INTRODUCTION

Dans un contexte de demande croissante d'énergie, d'appauvrissement des ressources fossiles et de menace climatique liée aux émissions de gaz à effet de serre, l'hydrogène constitue un vecteur énergétique alternatif pertinent, susceptible de remplacer à terme les combustibles fossiles et de compléter efficacement les biocombustibles et l'électricité dans un mix énergétique respectueux de l'environnement.

L'hydrogène est déjà massivement utilisé dans l'industrie chimique, sidérurgique et pétrochimique. Toutefois, le développement d'une économie de l'hydrogène respectueuse de l'environnement implique de modifier les usages actuels et de déployer un panel de technologies relevant encore souvent du domaine de la recherche ou de la démonstration. Ces technologies mettent en œuvre un grand nombre de matériaux allant des polymères aux aciers en passant par les céramiques et les hydrures métalliques.

Dans ce premier volet on s'intéresse aux matériaux à propriétés électrochimiques utilisés, d'une part dans les électrolyseurs pour l'étape de production de l'hydrogène et d'autre part dans les piles à combustible pour la phase de combustion de l'hydrogène et de restitution de l'énergie. Le cahier des charges spécifique de chacune de ces deux applications est rappelé afin d'introduire les matériaux sélectionnés, leurs principales propriétés et leur mise en œuvre. Pour conclure, les enjeux actuels spécifiques des différents matériaux et des applications sont présentés.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-n1205


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BIBLIOGRAPHIE

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  • ...

1 Sites Internet

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Projet européen RELHY « Innovative Solid Oxide Electrolyser Stacks for Efficient and Reliable Hydrogen Production » http://www.relhy.eu/

Projet européen SOFC600 http://www.sofc600.eu

Fiche technique alliage Crofer 22 APU https://dumas.ccsd.cnrs.fr/ICB-IRM-M4OXE/hal-00493252v1

Informations relatives à l'alliage Sanergy‘ HT de Sandvik http://www.fuelcellseminar.com/pdf/2008/thursday/03_Schuisky_M_RDP42-2.ppt.pdf

Air Liquide sur le programme ANR PAN'H Eolhy http://www.dta.airliquide.com/fr/notre-offre/hydrogene-energie-1/projets-en-cooperation-2/eolhy-element.html

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