CA2774571A1 - Reservoir de stockage et de destockage d'hydrogene et/ou de chaleur - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un réservoir de stockage et de déstockage d'hydrogène par réaction réversible d'hydruration/déshydruration constitué par une enceinte isolée thermiquement comprenant une pluralité d'éléments de stockage d'hydrogène (2) sous forme d'hydrures présentant chacun au moins une surface d'échange avec l'hydrogène gazeux d'une part et au moins une surface d'échange thermique d'autre part, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pluralité d'éléments de stockage thermique (3) pour la conservation et la restitution de la chaleur associée à la réaction réversible d' hydruration/déshydruration.
Description
2 PCT/FR2010/000622 Réservoir de stockage et de déstockage d'hydrogène et/ou de chaleur.
Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine du stockage et la restitution d'hydrogène mettant en oeuvre des éléments poreux interagissant avec l'hydrogène pour former de manière réversible des hydrures métalliques.
La réaction d'hydruration/déshydruration, par exemple du magnésium dépend de la température. La réaction d'hydruration est exothermique et la réaction de déshydruration est endothermique.
Ce principe permet de réaliser des réservoirs permettant de stocker l'hydrogène sous une forme solide et non pas gazeuse ni liquide, ce qui limite grandement les risques d'explosion lors des manipulations des réservoirs.
Ces réservoirs sont notamment destinés à
l'alimentation en hydrogène d'une pile à combustible ou d'un moteur thermique.
Ces réservoirs permettent également de stocker ou capter la chaleur pendant la réaction d'hydruration, et la restituer lors de la déshydruration.
Etat de la technique On a proposé dans la demande de brevet internationale W09736819 un dispositif de stockage rechargeable comprenant un récipient à l'intérieur duquel sont logées des matrices conductrices thermiques à alvéoles ouvertes retenant un milieu de stockage d'hydrogène.
Une pluralité d'éléments diviseurs compartimentent le récipient en chambres. Le milieu pour le stockage d'hydrogène remplit partiellement certaines chambres, mais pas la totalité. La structure à alvéoles ouvertes de la matrice permet la migration du milieu pour le stockage d'hydrogène entre les alvéoles des chambres.
La demande de brevet américain US2009155648 décrit un réservoir de stockage utilisant un hydrure métallique pour des applications automobiles.
La demande de brevet internationale W020071011476 décrit un réservoir ' de stockage d'hydrogène comprenant un conteneur tubulaire à
l'intérieur duquel sont disposés des cellules, chaque cellule étant composée d'une pluralité de petits récipients en forme de secteur, chaque récipient contenant de la poudre d'hydrure métallique.
On a également proposé dans le brevet français FR2924787 un réservoir de stockage d'hydrogène La présente invention concerne un réservoir de stockage
Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine du stockage et la restitution d'hydrogène mettant en oeuvre des éléments poreux interagissant avec l'hydrogène pour former de manière réversible des hydrures métalliques.
La réaction d'hydruration/déshydruration, par exemple du magnésium dépend de la température. La réaction d'hydruration est exothermique et la réaction de déshydruration est endothermique.
Ce principe permet de réaliser des réservoirs permettant de stocker l'hydrogène sous une forme solide et non pas gazeuse ni liquide, ce qui limite grandement les risques d'explosion lors des manipulations des réservoirs.
Ces réservoirs sont notamment destinés à
l'alimentation en hydrogène d'une pile à combustible ou d'un moteur thermique.
Ces réservoirs permettent également de stocker ou capter la chaleur pendant la réaction d'hydruration, et la restituer lors de la déshydruration.
Etat de la technique On a proposé dans la demande de brevet internationale W09736819 un dispositif de stockage rechargeable comprenant un récipient à l'intérieur duquel sont logées des matrices conductrices thermiques à alvéoles ouvertes retenant un milieu de stockage d'hydrogène.
Une pluralité d'éléments diviseurs compartimentent le récipient en chambres. Le milieu pour le stockage d'hydrogène remplit partiellement certaines chambres, mais pas la totalité. La structure à alvéoles ouvertes de la matrice permet la migration du milieu pour le stockage d'hydrogène entre les alvéoles des chambres.
La demande de brevet américain US2009155648 décrit un réservoir de stockage utilisant un hydrure métallique pour des applications automobiles.
La demande de brevet internationale W020071011476 décrit un réservoir ' de stockage d'hydrogène comprenant un conteneur tubulaire à
l'intérieur duquel sont disposés des cellules, chaque cellule étant composée d'une pluralité de petits récipients en forme de secteur, chaque récipient contenant de la poudre d'hydrure métallique.
On a également proposé dans le brevet français FR2924787 un réservoir de stockage d'hydrogène La présente invention concerne un réservoir de stockage
3 constitué par au moins un corps solide formé d'un matériau compacté comprenant de l'hydrure métallique et une matrice. La matrice est formée de graphite expansé
et l'hydrure métallique est un hydrure de magnésium ou d'alliage de magnésium. Le réservoir comprend une pluralité de corps solides empilés à l'intérieur du conteneur suivant une direction d'empilement. Chaque corps solide présente la forme d'une pastille et est maintenu à l'intérieur du conteneur de façon à ménager un espace annulaire entre surface intérieure latérale du conteneur et chaque corps solide. Le réservoir comprend .un échangeur de chaleur ayant au moins une canalisation pour un fluide caloporteur, s'étendant à l'intérieur du conteneur. Le réservoir comprend en outre des plaques métalliques enfilées sur la canalisation en alternance avec les corps solides et des entretoises annulaires enfilées sur la canalisation en alternance avec les plaques métalliques, chaque corps solide étant enfilé
sur une entretoise. Cette canalisation comprend un conduit d'alimentation et un conduit d'évacuation d'un fluide caloporteur sensiblement coaxiaux.
Le réservoir comprend également des éléments de chauffage des corps solides s'étendant au travers de plusieurs corps solides.
On connaît également dans l'état de la technique la demande de brevet US2001/035281 décrivant un réservoir de stockage d'hydrogène comprenant une double peau cylindrique avec deux modules séparés par une surface périphérique permettant le passage de l'hydrogène. Le tube cylindrique de stockage d'hydrogène
et l'hydrure métallique est un hydrure de magnésium ou d'alliage de magnésium. Le réservoir comprend une pluralité de corps solides empilés à l'intérieur du conteneur suivant une direction d'empilement. Chaque corps solide présente la forme d'une pastille et est maintenu à l'intérieur du conteneur de façon à ménager un espace annulaire entre surface intérieure latérale du conteneur et chaque corps solide. Le réservoir comprend .un échangeur de chaleur ayant au moins une canalisation pour un fluide caloporteur, s'étendant à l'intérieur du conteneur. Le réservoir comprend en outre des plaques métalliques enfilées sur la canalisation en alternance avec les corps solides et des entretoises annulaires enfilées sur la canalisation en alternance avec les plaques métalliques, chaque corps solide étant enfilé
sur une entretoise. Cette canalisation comprend un conduit d'alimentation et un conduit d'évacuation d'un fluide caloporteur sensiblement coaxiaux.
Le réservoir comprend également des éléments de chauffage des corps solides s'étendant au travers de plusieurs corps solides.
On connaît également dans l'état de la technique la demande de brevet US2001/035281 décrivant un réservoir de stockage d'hydrogène comprenant une double peau cylindrique avec deux modules séparés par une surface périphérique permettant le passage de l'hydrogène. Le tube cylindrique de stockage d'hydrogène
4 comprend une structure intégrant une pluralité de cellules de stockage d'hydrogène contenant des poudres de matériaux d'hydrogène. La production d'hydrogène se fait par désorption par apport de chaleur provenant d'un fluide caloporteur.
Le brevet américain US4270360 décrit un dispositif pour le stockage d'hydrogène comprenant un réservoir muni de deux plaques parallèles, vissées sur la paroi intérieure du réservoir. Des éléments de chauffage et refroidissement sont intercalés entre les plaques poreuses. Elles sont séparées par une distance fixe. Un matériau de stockage d'hydrogène est placé
entre les plaques et les éléments de chauffage et de refroidissement.
Problème de l'art antérieur Ces différentes solutions présentent l'inconvénient de nécessiter une source d'énergie thermique extérieure.
En particulier, les brevets américains US2001/035281 ou US427.0360 nécessitent une source d'énergie extérieure pour provoquer la déshydruration, et en particulier une source de chauffage, et une source de refroidissement pour la désorption. Ces solutions ne permettent donc pas de réaliser des réservoirs de stockage autonomes, et leur 'réalisation entraine des coûts élevés.
Ces inconvénients sont d'autant plus préjudiciables lorsque les matériaux de stockage d'hydrogène sont de type hydrures de magnésium, dont la température de fonctionnement est élevée, de l'ordre de 300 C et dont l'enthalpie de réaction est supérieure à
36 millions de joules (plus de 10 kilowatt x heure) par kilogramme d'hydrogène stocké. Les solutions proposées par les brevets de l'art antérieur sont donc mal adaptées pour de telles chaleurs de réaction.
Par ailleurs, dans les solutions de l'art antérieur, le réservoir doit comporter plusieurs connexions de fluides, l'une pour l'entrée-sortie d'hydrogène, l'autre pour l'arrivée d'un fluide caloporteur, et un autre pour la sortie du fluide caloporteur.
La solution décrite dans le brevet FR2924787 présente un autre inconvénient : les tubes baignent dans le matériau à changement de phase (matériau de stockage thermique), qui sont de ce fait obligatoirement verticaux et que l'encombrement est conséquent.
Cela se traduit par un volume de stockage d'hydrogène limité lorsque l'on recherche des vitesses de chargement et de déchargement satisfaisantes.
En effet, les interactions avec l'hydrogène gazeux et le matériau poreux réagissant par hydruration/déshydruration sont relativement faibles en raison d'une faible surface d'échange.
Solution apportée par l'invention L'invention objet de la présente demande concerne la mise en oeuvre de ce matériau dans des dispositifs optimisés en fonction des masses et des coûts.
Le but de l'invention est de rendre plus économiques et plus pratiques les systèmes de stockage de l'hydrogène sous forme d'hydrure de magnésium ou d'autres métaux et alliages du même type.
A cet effet, la présente invention consiste à
accoler à chaque pastille d'hydrure ou de métal à
hydrurer un réservoir thermique de matériau de stockage thermique ou plus exactement à alterner les pastilles d'hydrures avec des réservoirs unitaires scellés.
L'invention concerne selon son acception la plus générale un réservoir de stockage et de déstockage d'hydrogène par réaction réversible d'hydruration/déshydruration constitué par une enceinte isolée thermiquement comprenant une pluralité d'éléments de stockage d'hydrogène sous forme d'hydrures présentant chacun au moins une surface d'échange avec l'hydrogène gazeux d'une part et au moins une surface d'échange thermique d'autre part, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pluralité d'éléments de stockage thermique (3) pour la conservation et la restitution de la chaleur associée à la réaction réversible d'hydruration/déshydruration.
Avantageusement, les surface d'échange entre l'un au moins des éléments de stockage thermique (3) et l'un desdits éléments de stockage d'hydrogène (2) présente une surface frontale d'échange avec l'un desdits éléments de stockage d'hydrogène (2).
De préférence, l'énergie thermique nécessaire à la déshydruration est fournie in-situ par les éléments de stockage thermique, le réservoir n'étant associé à
aucun moyen d'apport thermique extérieur autre que pour la compensation des pertes thermiques.
On entend par perte thermique au sens du présent brevet les pertes liées aux défauts d'isolation du réservoir et au flux thermique lié à la différence de température entre l'hydrogène entrant et l'hydrogène sortant. Ces pertes thermiques ne comprennent pas l'énergie nécessaire aux réactions d'hydruration/déshydruration, contrairement à l'art antérieur.
A titre d'exemple, pour un stockage de cinq kilogrammes d'hydrogène, les pertes thermiques liées au défaut d'isolation sont de l'ordre d'un kilowatt, et celles liées au remplissage d'hydrogène sont de l'ordre de 4,35 mégajoules par kilogramme d'hydrogène stocké, lorsque l'hydrogène entre dans le réservoir à une température de 30 C.
Les pertes totales sont donc inférieures à 5%
de l'enthalpie totale de la réaction.
L'énergie nécessaire au fonctionnement d'un réservoir selon l'invention est donc 20 fois inférieure aux besoins d'apport thermiques des solutions de l'art antérieur.
Avantageusement, le réservoir est constituée par une enceinte contenant une pluralité de cartouches, chacune desdites cartouches contenant une pluralité
d'éléments de stockage d'hydrogène présentant chacun au moins une surface frontale d'échange avec l'hydrogène d'une part et au moins une surface frontale d'échange thermique d'autre part, lesdites cartouches étant reliées par au moins un conduit pour la circulation de l'hydrogène.
Selon un mode de réalisation préféré, la température nominale de fonctionnement est supérieure à
280 C et en ce que lesdits éléments de stockage thermique contiennent un matériau à changement de phase.
Selon une variante, ledit matériau à
changement de phase est constitué par un alliage métallique.
Avantageusement, ledit matériau à changement de phase est constitué par un alliage à base de Magnésium et de zinc.
Selon une variante ledit matériau à
changement de phase est constitué par un sel.
Avantageusement, le matériau de stockage d'hydrogène est constitué par une pastille d'hydrures compactées pour former un bloc solide. Cette solution permet d'améliorer les échanges thermiques avec les éléments de stockage thermique par rapport aux solutions de l'art antérieur mettant en oeuvre des matériaux pulvérulents, et de simplifier l'industrialisation du réservoir. En effet, les matériaux pulvérulents sont dangereux à manipuler en raison de leur caractère pyrophorique. La solution selon cette variante permet de préparer des pastilles solides, notamment de forme discale ou torique ou prismatique, manipulables sans danger.
Ce dispositif présente l'avantage majeur de permettre l'échange de la chaleur sur les deux faces des pastilles alors que dans le système selon l'art antérieur, l'échange ne pouvait se faire que radialement.
Avec cette disposition, on peut régler la pression dans la capsule- et avoir un volume résiduel très faible avec un contact maximum entre le matériau de stockage thermique et les parois de la capsule donc avec l'hydrure qui lui fait face. Grâce à la présente invention, on peut disposer les réservoirs élémentaires d'hydrure horizontalement et on peut déplacer le tout sans problèmes.
L'invention concerne différentes variantes de réalisation. En particulier, le réservoir peut être constitué sous forme d'une cartouche simple, ou d'un ensemble de cartouches réunions dans une enceinte formant un réservoir modulaire.
Selon cette dernière variante, le réservoir de stockage et de déstockage de l'hydrogène, caractérisé en ce qu'il est constituée par une enceinte contenant une pluralité de cartouches, chacune desdites cartouches
Le brevet américain US4270360 décrit un dispositif pour le stockage d'hydrogène comprenant un réservoir muni de deux plaques parallèles, vissées sur la paroi intérieure du réservoir. Des éléments de chauffage et refroidissement sont intercalés entre les plaques poreuses. Elles sont séparées par une distance fixe. Un matériau de stockage d'hydrogène est placé
entre les plaques et les éléments de chauffage et de refroidissement.
Problème de l'art antérieur Ces différentes solutions présentent l'inconvénient de nécessiter une source d'énergie thermique extérieure.
En particulier, les brevets américains US2001/035281 ou US427.0360 nécessitent une source d'énergie extérieure pour provoquer la déshydruration, et en particulier une source de chauffage, et une source de refroidissement pour la désorption. Ces solutions ne permettent donc pas de réaliser des réservoirs de stockage autonomes, et leur 'réalisation entraine des coûts élevés.
Ces inconvénients sont d'autant plus préjudiciables lorsque les matériaux de stockage d'hydrogène sont de type hydrures de magnésium, dont la température de fonctionnement est élevée, de l'ordre de 300 C et dont l'enthalpie de réaction est supérieure à
36 millions de joules (plus de 10 kilowatt x heure) par kilogramme d'hydrogène stocké. Les solutions proposées par les brevets de l'art antérieur sont donc mal adaptées pour de telles chaleurs de réaction.
Par ailleurs, dans les solutions de l'art antérieur, le réservoir doit comporter plusieurs connexions de fluides, l'une pour l'entrée-sortie d'hydrogène, l'autre pour l'arrivée d'un fluide caloporteur, et un autre pour la sortie du fluide caloporteur.
La solution décrite dans le brevet FR2924787 présente un autre inconvénient : les tubes baignent dans le matériau à changement de phase (matériau de stockage thermique), qui sont de ce fait obligatoirement verticaux et que l'encombrement est conséquent.
Cela se traduit par un volume de stockage d'hydrogène limité lorsque l'on recherche des vitesses de chargement et de déchargement satisfaisantes.
En effet, les interactions avec l'hydrogène gazeux et le matériau poreux réagissant par hydruration/déshydruration sont relativement faibles en raison d'une faible surface d'échange.
Solution apportée par l'invention L'invention objet de la présente demande concerne la mise en oeuvre de ce matériau dans des dispositifs optimisés en fonction des masses et des coûts.
Le but de l'invention est de rendre plus économiques et plus pratiques les systèmes de stockage de l'hydrogène sous forme d'hydrure de magnésium ou d'autres métaux et alliages du même type.
A cet effet, la présente invention consiste à
accoler à chaque pastille d'hydrure ou de métal à
hydrurer un réservoir thermique de matériau de stockage thermique ou plus exactement à alterner les pastilles d'hydrures avec des réservoirs unitaires scellés.
L'invention concerne selon son acception la plus générale un réservoir de stockage et de déstockage d'hydrogène par réaction réversible d'hydruration/déshydruration constitué par une enceinte isolée thermiquement comprenant une pluralité d'éléments de stockage d'hydrogène sous forme d'hydrures présentant chacun au moins une surface d'échange avec l'hydrogène gazeux d'une part et au moins une surface d'échange thermique d'autre part, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pluralité d'éléments de stockage thermique (3) pour la conservation et la restitution de la chaleur associée à la réaction réversible d'hydruration/déshydruration.
Avantageusement, les surface d'échange entre l'un au moins des éléments de stockage thermique (3) et l'un desdits éléments de stockage d'hydrogène (2) présente une surface frontale d'échange avec l'un desdits éléments de stockage d'hydrogène (2).
De préférence, l'énergie thermique nécessaire à la déshydruration est fournie in-situ par les éléments de stockage thermique, le réservoir n'étant associé à
aucun moyen d'apport thermique extérieur autre que pour la compensation des pertes thermiques.
On entend par perte thermique au sens du présent brevet les pertes liées aux défauts d'isolation du réservoir et au flux thermique lié à la différence de température entre l'hydrogène entrant et l'hydrogène sortant. Ces pertes thermiques ne comprennent pas l'énergie nécessaire aux réactions d'hydruration/déshydruration, contrairement à l'art antérieur.
A titre d'exemple, pour un stockage de cinq kilogrammes d'hydrogène, les pertes thermiques liées au défaut d'isolation sont de l'ordre d'un kilowatt, et celles liées au remplissage d'hydrogène sont de l'ordre de 4,35 mégajoules par kilogramme d'hydrogène stocké, lorsque l'hydrogène entre dans le réservoir à une température de 30 C.
Les pertes totales sont donc inférieures à 5%
de l'enthalpie totale de la réaction.
L'énergie nécessaire au fonctionnement d'un réservoir selon l'invention est donc 20 fois inférieure aux besoins d'apport thermiques des solutions de l'art antérieur.
Avantageusement, le réservoir est constituée par une enceinte contenant une pluralité de cartouches, chacune desdites cartouches contenant une pluralité
d'éléments de stockage d'hydrogène présentant chacun au moins une surface frontale d'échange avec l'hydrogène d'une part et au moins une surface frontale d'échange thermique d'autre part, lesdites cartouches étant reliées par au moins un conduit pour la circulation de l'hydrogène.
Selon un mode de réalisation préféré, la température nominale de fonctionnement est supérieure à
280 C et en ce que lesdits éléments de stockage thermique contiennent un matériau à changement de phase.
Selon une variante, ledit matériau à
changement de phase est constitué par un alliage métallique.
Avantageusement, ledit matériau à changement de phase est constitué par un alliage à base de Magnésium et de zinc.
Selon une variante ledit matériau à
changement de phase est constitué par un sel.
Avantageusement, le matériau de stockage d'hydrogène est constitué par une pastille d'hydrures compactées pour former un bloc solide. Cette solution permet d'améliorer les échanges thermiques avec les éléments de stockage thermique par rapport aux solutions de l'art antérieur mettant en oeuvre des matériaux pulvérulents, et de simplifier l'industrialisation du réservoir. En effet, les matériaux pulvérulents sont dangereux à manipuler en raison de leur caractère pyrophorique. La solution selon cette variante permet de préparer des pastilles solides, notamment de forme discale ou torique ou prismatique, manipulables sans danger.
Ce dispositif présente l'avantage majeur de permettre l'échange de la chaleur sur les deux faces des pastilles alors que dans le système selon l'art antérieur, l'échange ne pouvait se faire que radialement.
Avec cette disposition, on peut régler la pression dans la capsule- et avoir un volume résiduel très faible avec un contact maximum entre le matériau de stockage thermique et les parois de la capsule donc avec l'hydrure qui lui fait face. Grâce à la présente invention, on peut disposer les réservoirs élémentaires d'hydrure horizontalement et on peut déplacer le tout sans problèmes.
L'invention concerne différentes variantes de réalisation. En particulier, le réservoir peut être constitué sous forme d'une cartouche simple, ou d'un ensemble de cartouches réunions dans une enceinte formant un réservoir modulaire.
Selon cette dernière variante, le réservoir de stockage et de déstockage de l'hydrogène, caractérisé en ce qu'il est constituée par une enceinte contenant une pluralité de cartouches, chacune desdites cartouches
5 contenant une pluralité d'éléments de stockage d'hydrogène présentant chacun au moins une surface frontale d'échange avec l'hydrogène d'une part et au moins une surface frontale d'échange thermique d'autre part, lesdites cartouches étant reliées par au moins un conduit pour la 10 circulation de l'hydrogène.
Cette solution permet de concevoir des réservoirs de capacité adaptée à un besoin particulier, à
partir de cartouches standardisées constituant des réservoirs élémentaires.
Selon un premier mode de réalisation, le réservoir comporte en outre une pluralité d'éléments de stockage thermique pour la conservation et la restitution de la chaleur associée à la réaction réversible d'hydruration/déshydruration, présentant chacun au moins une surface frontale d'échange avec l'un desdits éléments de stockage d'hydrogène.
Ces éléments de stockage assure l'absorption et la restitution de la chaleur produite lors de la réaction d'hydruration/déshydruration de manière passive, sans apport d'énergie extérieure.
Selon un mode de réalisation alternatif, mais non exclusif du précédent, le réservoir comporte en outre une pluralité d'éléments d'échanges thermiques par circulation d'un fluide caloporteur pour la conservation externe et la restitution de la chaleur associée à la réaction réversible d'hydruration/déshydruration, présentant chacun au moins une surface frontale d'échange avec un desdits éléments de stockage d'hydrogène.
Ce mode de réalisation permet d'assurer l'absorption et la restitution de la chaleur produite lors de la réaction d'hydruration/déshydruration, et optionnellement de compenser des pertes thermiques pour les stockages de très longue durée.
Selon une première variante, certains au moins desdits éléments thermique sont enfermés dans une enveloppe en un matériau conducteur thermique faisant barrière à l'hydrogène et résistant aux températures et aux corrosions induites par les matériaux de stockage thermique et. par l'hydrogène.
Avantageusement, lesdits éléments de stockage thermique contiennent des entretoises noyées dans le matériau à changement de phase. Ces entretoises rigidifient la capsule et évitent son écrasement lors de la mise sous pression. Lors de l'hydruration, le matériau à changement de phase fond, et perd sa résistance mécanique. Les entretoises permettent de conserver la géométrie de la capsule et de maintenir une bonne conduction thermique.
Selon une deuxième variante, certains au moins desdits éléments de stockage d'hydrogène sont enfermés dans une enveloppe en un matériau conducteur thermique faisant barrière à l'hydrogène et résistant aux températures et aux corrosions induites par les matériaux de stockage thermique.
Selon un mode de réalisation, la surface frontale de ladite enveloppe présente des protubérances formant entretoises entre l'élément thermique et l'élément de stockage d'hydrogène adjacent frontalement.
Selon un mode de réalisation particulier, le réservoir comporte une alternance coaxiale d'éléments de stockage d'hydrogène et d'éléments de stockage thermique.
Cette alternance peut être simple, c'est-à-dire une alternance d'un couple d'éléments de stockage d'hydrogène juxtaposés et d'un élément de stockage thermique, ou multiplie, c'est-à-dire une alternance d'un élément de stockage d'hydrogène et d'un élément de stockage thermique Selon un premier mode de réalisation, lesdits éléments de stockage thermique 'et lesdits éléments de stockage d'hydrogène sont des volumes plats, de forme discale. On entend par plat le fait que l'épaisseur de l'élément discal de stockage d'hydrogène est inférieure à
la section de la surface frontale de forme circulaire.
Selon un deuxième mode de réalisation, lesdits éléments de stockage thermique et lesdits éléments de stockage d'hydrogène sont des volumes plats, de forme torique.
Selon un troisième mode de réalisation, lesdits éléments de stockage d'hydrogène et lesdits éléments de stockage thermique sont de forme tubulaire.
De préférence, lesdits éléments de stockage thermique et lesdits éléments de stockage d'hydrogène sont intercalés par des diffuseurs en un matériau conducteur thermiquement et présentant des passages d'alimentation en hydrogène.
Selon une variante particulière, le réservoir est constitué par au moins une cartouche contenant un empilement formé par une alternance d'éléments de stockage d'hydrogène et d'éléments thermiques, ledit réservoir comportant une enveloppe extérieure isolée thermiquement.
Avantageusement, ladite cartouche est constituée par une enceinte tubulaire, présentant un orifice d'alimentation en hydrogène et définissant un volume intérieur de circulation de l'hydrogène, dans lequel est disposé un empilement alterné d'éléments de stockage d'hydrogène et d'éléments thermiques comprimés entre eux par au moins un ressort prenant appui sur la surface intérieure de ladite enceinte d'une part, et sur la face frontale du dernier élément dudit empilement.
Selon un autre mode de réalisation, les éléments de stockage d'hydrogène et les éléments de d'échange thermique sont de forme plane et présente au moins un orifice traversant pour le passage d'un tube d'alimentation en hydrogène.
Selon une variante particulière, les pastilles d'hydrures sont toriques et encapsulées entre lesquelles on a placé des capsules toriques scellées d'alliages à
changement de phase préformés par fonderie.
De préférence, on ménage un léger volume excédentaire dans les capsules de matériau de stockage thermique afin de maintenir une pression significative après la fusion du matériau de stockage thermique pour équilibrer la pression extérieure lors de 1'hydruration/déshydruration.
Avantageusement, on ajuste le volume du matériau de stockage thermique de telle sorte que la pression différentielle entre les deux côtés des parois de la capsule soit adaptée aux caractéristiques mécaniques et thermiques des capsules Selon une variante, on adjoint aux capsules de matériau de stockage thermique un système de vidange permettant de chasser le matériau de stockage thermique fondu de manière à refroidir rapidement les pastilles d'hydrures pour l'empêcher de désorber.
Selon une autre variante, les pastilles d'hydrures sont toriques et encapsulées entre lesquelles on a placé des capsules toriques scellées de matériau de stockage thermique.
Description détaillée de l'invention L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, se référant aux dessins 5 annexés concernant des exemples non limitatifs de réalisation de l'invention.
la figure 1 représente un premier exemple de réalisation d'un module élémentaire de stockage pour la mise en oeuvre de l'invention 10 - la figure 2 représente une cartouche comprenant une pluralité de pastilles d'hydrure et de capsules de matériau de stockage thermique la figure 3 représente un exemple de diffuseur 15 - les figures 4 et 5 représentent une vue en coupe respectivement longitudinale et transversale d'un réservoir comprenant une pluralité de cartouches les figures 6 et 7 représentent des vues en coupe respectivement d'une cartouche et d'un module élémentaire selon une deuxième variante de réalisation la figure 8 représente une autre variante d'une telle cartouche - les figures 9 et 10 représentent une autre variante mettant en-oeuvre respectivement un 'et trois diffuseurs.
La figure 1 représente une vue en coupe d'un module élémentaire de stockage d'hydrogène, pour la mise en oeuvre d'un réservoir de stockage conforme à
l'invention.
Le module élémentaire est constitué par une pastille (1) d'un matériau de stockage d'hydrogène, réagissant par hydruration/déshydruration pour absorber ou libérer l'hydrogène gazeux en fonction de la température et de la pression.
Ce matériau est constitué dans l'exemple décrit d'hydrure de magnésium ou d'alliages et de métaux capables de former des hydrures avec une forte exothermicité, se présentant sous forme d'un alliage broyé, additionné à du graphite, pour former un matériau pulvérulent avec une granulométrie très fine, qui est ensuite compacté pour former une pastille solide.
Cette pastille de stockage d'hydrogène peut aussi être réalisé par d'autres combinaisons de formule générale Mg. By MZ HI, avec les spécificités suivantes :
- le ration x/y est compris entre 0.15 et 1.5 - z est compris entre 0.005 et 0.35;
- x+y+z est égal à 1;
- M représente un ou moins des métaux du ,groupe Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu et Zn - n est supérieur ou égal à 4y.
Cette pastille (1) de stockage d'hydrogène est associée à une rondelle formant un réservoir thermique (2). Cette rondelle comprend un matériau à
changement de phase assurant le stockage thermique dont le passage de la phase solide à la phase liquide absorbe la chaleur dégagée par la réaction d'hydruration, et le passage inverse restitue cette chaleur lors de la réaction de déshydruration.
Le matériau à changement de phase est par exemple un alliage de Magnésium et de Zinc.
Des entretoises (3) en un matériau conducteur thermiquement sont implantées dans le matériau à
changement de phase. Ces entretoises assurent la tenue mécanique à la pression de l'enveloppe contenant le matériau de stockage thermique.
Le matériau de stockage thermique est, dans l'exemple décrit, stocké dans des capsules étanches en contact avec les pastilles.
La capsule est réalisée par emboutissage d'une cuvette (4) présentant un fond plat (5) entouré
par une ceinture cylindrique (6). Une deuxième partie emboutie (7) vient fermer cette cuvette (4) après insertion des entretoises (43) et coulée du matériau à
changement de phase (2).
Le couvercle (7) présente une cavité
extérieure de forme complémentaire à celle de la pastille d'hydrure métallique (2) de façon à favoriser les échanges thermiques.
Afin de permettre l'échange entre l'hydrogène gazeux et la pastille (2), un diffuseur (8) est disposé
sur une des surfaces frontales au moins de la pastille (2). Ce diffuseur présente des passages radiaux permettant de diffuser sur la surface frontale de la pastille (2) l'hydrogène gazeux au sein de l'enceinte contenant les pastilles (2) et les éléments de matériau de stockage thermique (3).
Cette configuration permet également ..d'utiliser un fluide caloporteur destiné à compenser les pertes thermiques et non pas à assurer les apports thermiques de nécessaires à la réaction d'hydruration.
Le matériau de stockage thermique est fondu dans un dispositif de coulée et solidifié sous la forme de tores ou de rondelles de volume légèrement inférieur à celui des capsules destinées à les recevoir.
Ainsi pour un matériau de stockage thermique de composition eutectique ou proche d'une composition eutectique, de type Zn28Mg72 ou Zn9222Mg78 8 (exprimé en atome pour cent). Les densités respectives solides sont 2,84 et 6,42.
Pour l'exemple Zn28Mg72, la densité solide de l'alliage est égale à 2.84 tandis que la densité liquide est égale à 2.59. Quand le matériau de stockage thermique fondra, son volume augmentera donc de 8.8%, la capsule devra donc être d'une capacité supérieure à 8.8%
du volume du-matériau de stockage thermique solide si la capsule est scellée sous vide.
Si la capsule est scellée sous atmosphère neutre normale, on prévoit un volume excédentaire tel que par exemple la pression interne du gaz soit égale à
la pression externe d'hydrogène.
Le volume de la capsule contenant le matériau de stockage thermique doit dans ces conditions être égal à 1,1 fois celui du matériau de stockage thermique solide.
Par mesure de sécurité, on prend un volume très légèrement excédentaire égal à 1,1 fois celui du matériau de stockage thermique solide, ce qui conduit à
une pression à chaud de l'ordre de 10 atmosphères dans la capsule, soit une valeur intermédiaire qui limite les efforts sur les parois dans toutes les configurations du réservoir.
La figure 3 représente un exemple de .diffuseur (8).
Il est constitué par un disque métallique (9) ajouré pour présenter des découpes radiales (10 à 12) de longueurs différentes, ainsi que des trous traversant (13).
Il résulte de cette nouvelle conception, assurant un échange thermique ainsi qu'un échange hydrure /hydrogène gazeux par les surfaces frontales et pas seulement radiale,-une cinétique d'échange beaucoup plus rapide et surtout un coût beaucoup moins élevé. Par exemple la chaleur à évacuer vers le matériau de stockage thermique sur n pastilles de 2 cm d'épaisseur disposait dans la demande de brevet 5 précédente d'une surface frontale d'échanges So = 2nIId (exprimées en cm) Où d = diamètre de la pastille (en cm) 10 Avec les dispositifs selon cette invention, on a une surface frontale d'échange Sl = 2n 2 Et le rapport SU est égal à 4 Soit pour un diamètre de 14 cm, une multiplication de la surface d'échange par un facteur de 3.5.
La cinétique d'échange est également très fortement augmentée (de 3 à 10 fois) par la distance très réduite que la chaleur doit parcourir dans le cas de cette nouvelle invention.
Précédemment, la chaleur devait partir du centre d'un cylindre de 14 cm de diamètre pour aller à
sa périphérie alors que selon la présente invention, elle va du milieu des pastilles de 2 cm d'épaisseur environ vers leur surface.
Les distances sont donc réduites d'une façon générale dans un rapport :
d/2e où e = épaisseur de la pastille Les considérations précédentes montrent à
l'évidence l'intérêt majeur de la présente invention.
Pour réaliser l'invention, on a imaginé
plusieurs systèmes permettant d'alterner les pastilles d'hydrure et/ou d'alliage ou de métal non hydruré ou partiellement hydruré.
Le MgH2 peut également être encapsulé
indépendamment du matériau de stockage thermique.
Les alternances de pastilles (2) et de capsules (3) sont placées dans une cartouche dont la figure 2 représente une vue en coupe.
La cartouche est constituée par une enceinte étanche à l'hydrogène gazeux, résistant à la pression de l'hydrogène et de préférence isolée thermiquement pour limiter les pertes calorifiques. Dans certains cas, la cartouche est insérée dans une enceinte recevant plusieurs cartouches pour former un réservoir de grande capacité, et ce réservoir est thermostaté ou isolé
thermiquement.
La cartouche présente un corps tubulaire (15) fermé par un couvercle (16) monté de manière étanche, et présentant un orifice (17), en position centrale dans l'exemple décrit, pour l'alimentation en hydrogène gazeux et son évacuation.
Une bride d'extrémité (18) assure la mise sous pression de l'empilement de capsules de matériau de stockage thermique (3) et de pastilles d'hydrure (2).
Il repose sur le couvercle de la capsule supérieure. Des ressorts (19) exercent une pression entre la surface intérieure du couvercle (16) et la bride d'extrémité (18).
La forme de cette cartouche peut être tubulaire à fond plat. Elle peut aussi prendre des formes alternatives pour améliorer sa résistance mécanique et éventuellement faciliter le rassemblement de plusieurs cartouches pour former un réservoir de grande capacité.
En particulier, le fond peut présenter une forme bombée. Dans ce cas, une entretoise est placée entre la surface intérieure galbée de la cartouche, et la surface inférieure de la capsule inférieure du matériau de stockage thermique.
Une autre forme de la cartouche prévoit un couvercle bombé.
Les cartouches peuvent être regroupées dans un réservoir pour permettre un stockage d'hydrogène de grande capacité.
Les figures 4 et 5 représentent une vue en coupe respectivement longitudinale et transversale d'un réservoir comprenant une pluralité de cartouches.
Il est formé d'une enceinte (20) isolée thermiquement à l'intérieur de laquelle sont disposées des cartouches (21, 22). Un conduit (23) relie les orifices d'alimentation des cartouches (21, 22).
Des éléments de réchauffage (24), par exemple des conduits alimentés par un fluide caloporteur ou des résistances électriques, peuvent être prévus pour compenser les pertes thermiques et maintenir les cartouches dans des fourchettes de température compatible avec la réaction réversible d'hydruration/déshydruration.
La description qui suit se réfère à un deuxième mode de réalisation.
Les figures 6 et 7 représentent des vues en coupe respectivement d'une cartouche et d'un module élémentaire selon cette deuxième variante de réalisation.
La cartouche représentée en figure 6 comprend trois modules élémentaires (31 à 33) de forme torique.
Chaque module élémentaire (31 à 33) comprend une capsule (34 à 36) contenant un matériau de stockage de la chaleur, et une capsule (37, 38) contenant un hydrure métallique.
Les capsules de matériau de stockage de la chaleur et d'hydrure sont montées, de manière alternée et coaxiale, sur un élément tubulaire central (39) assurant l'alimentation en hydrogène gazeux des capsules (37, 38) contenant l'hydrure métallique.
La figure 7 représente une vue en détail d'un module élémentaire. Il comprend une première capsule torique (40) formée de deux couronnes identiques (41, 42) soudées entre elle après remplissage avec un matériau tel qu'un alliage Zinc - Magnésium (43) et mise en place d'une structure entretoise (44).
La deuxième capsule torique (45) contient, dans l'exemple. décrit, deux pastilles discales d'hydrure métallique (46, 47) séparées par une rondelle de diffusion (48). Ces pastilles (46, 47) et cette rondelle (48) présentent une lumière centrale pour le passage d'un tube (50) d'alimentation et de récupération d'hydrogène gazeux. Ce tube présente des perçages radiaux (51, 52). Il présente un rétrécissement de la section intérieure (53) à l'une des extrémités et un rétrécissement de la section extérieure (54) à
l'extrémité opposée de façon à permettre d'additionner par simple juxtaposition une succession de modules et former ainsi une cartouche modulable en fonction de la capacité de stockage recherchée, à partir de modules élémentaires standardisés. Cela réduit le coût d'industrialisation et permet de proposer une gamme de réservoir complet avec un nombre réduit de composants 5 différents.
La figure 8 représente une autre variante d'une telle cartouche. Il présente comme dans l'exemple précédant une structure modulaire. L'alternance de 10 modules torique est enfermée dans une enceinte (60) à
l'intérieur de laquelle peut circuler un fluide caloporteur alimentant les modules thermiques (61 à 63).
Ce fluide permet de faire un apport calorifique limité, insuffisant pour l'énergie nécessaire à la réaction 15 d'hydruration - déhydruration, mais adapté à compenser les pertes thermiques dues aux défauts d'isolation thermique de l'enceinte, et aux pertes thermiques se produisant lors du chargement du réservoir.
Les figures 9 et 10 représentent une autre 20 variante mettant en oeuvre respectivement un et trois diffuseurs.
Des diffuseurs (8) sont interposés entre un élément de stockage d'hydrogène (2) et l'élément de stockage thermique (3), ou entre des éléments de 25 stockage d'hydrogène (2) adjacent. Ces diffuseurs (8) sont constitués en un matériau poreux permettant la circulation de l'hydrogène en phase gazeux, et présentant une bonne conductivité thermique.
Cette solution permet de concevoir des réservoirs de capacité adaptée à un besoin particulier, à
partir de cartouches standardisées constituant des réservoirs élémentaires.
Selon un premier mode de réalisation, le réservoir comporte en outre une pluralité d'éléments de stockage thermique pour la conservation et la restitution de la chaleur associée à la réaction réversible d'hydruration/déshydruration, présentant chacun au moins une surface frontale d'échange avec l'un desdits éléments de stockage d'hydrogène.
Ces éléments de stockage assure l'absorption et la restitution de la chaleur produite lors de la réaction d'hydruration/déshydruration de manière passive, sans apport d'énergie extérieure.
Selon un mode de réalisation alternatif, mais non exclusif du précédent, le réservoir comporte en outre une pluralité d'éléments d'échanges thermiques par circulation d'un fluide caloporteur pour la conservation externe et la restitution de la chaleur associée à la réaction réversible d'hydruration/déshydruration, présentant chacun au moins une surface frontale d'échange avec un desdits éléments de stockage d'hydrogène.
Ce mode de réalisation permet d'assurer l'absorption et la restitution de la chaleur produite lors de la réaction d'hydruration/déshydruration, et optionnellement de compenser des pertes thermiques pour les stockages de très longue durée.
Selon une première variante, certains au moins desdits éléments thermique sont enfermés dans une enveloppe en un matériau conducteur thermique faisant barrière à l'hydrogène et résistant aux températures et aux corrosions induites par les matériaux de stockage thermique et. par l'hydrogène.
Avantageusement, lesdits éléments de stockage thermique contiennent des entretoises noyées dans le matériau à changement de phase. Ces entretoises rigidifient la capsule et évitent son écrasement lors de la mise sous pression. Lors de l'hydruration, le matériau à changement de phase fond, et perd sa résistance mécanique. Les entretoises permettent de conserver la géométrie de la capsule et de maintenir une bonne conduction thermique.
Selon une deuxième variante, certains au moins desdits éléments de stockage d'hydrogène sont enfermés dans une enveloppe en un matériau conducteur thermique faisant barrière à l'hydrogène et résistant aux températures et aux corrosions induites par les matériaux de stockage thermique.
Selon un mode de réalisation, la surface frontale de ladite enveloppe présente des protubérances formant entretoises entre l'élément thermique et l'élément de stockage d'hydrogène adjacent frontalement.
Selon un mode de réalisation particulier, le réservoir comporte une alternance coaxiale d'éléments de stockage d'hydrogène et d'éléments de stockage thermique.
Cette alternance peut être simple, c'est-à-dire une alternance d'un couple d'éléments de stockage d'hydrogène juxtaposés et d'un élément de stockage thermique, ou multiplie, c'est-à-dire une alternance d'un élément de stockage d'hydrogène et d'un élément de stockage thermique Selon un premier mode de réalisation, lesdits éléments de stockage thermique 'et lesdits éléments de stockage d'hydrogène sont des volumes plats, de forme discale. On entend par plat le fait que l'épaisseur de l'élément discal de stockage d'hydrogène est inférieure à
la section de la surface frontale de forme circulaire.
Selon un deuxième mode de réalisation, lesdits éléments de stockage thermique et lesdits éléments de stockage d'hydrogène sont des volumes plats, de forme torique.
Selon un troisième mode de réalisation, lesdits éléments de stockage d'hydrogène et lesdits éléments de stockage thermique sont de forme tubulaire.
De préférence, lesdits éléments de stockage thermique et lesdits éléments de stockage d'hydrogène sont intercalés par des diffuseurs en un matériau conducteur thermiquement et présentant des passages d'alimentation en hydrogène.
Selon une variante particulière, le réservoir est constitué par au moins une cartouche contenant un empilement formé par une alternance d'éléments de stockage d'hydrogène et d'éléments thermiques, ledit réservoir comportant une enveloppe extérieure isolée thermiquement.
Avantageusement, ladite cartouche est constituée par une enceinte tubulaire, présentant un orifice d'alimentation en hydrogène et définissant un volume intérieur de circulation de l'hydrogène, dans lequel est disposé un empilement alterné d'éléments de stockage d'hydrogène et d'éléments thermiques comprimés entre eux par au moins un ressort prenant appui sur la surface intérieure de ladite enceinte d'une part, et sur la face frontale du dernier élément dudit empilement.
Selon un autre mode de réalisation, les éléments de stockage d'hydrogène et les éléments de d'échange thermique sont de forme plane et présente au moins un orifice traversant pour le passage d'un tube d'alimentation en hydrogène.
Selon une variante particulière, les pastilles d'hydrures sont toriques et encapsulées entre lesquelles on a placé des capsules toriques scellées d'alliages à
changement de phase préformés par fonderie.
De préférence, on ménage un léger volume excédentaire dans les capsules de matériau de stockage thermique afin de maintenir une pression significative après la fusion du matériau de stockage thermique pour équilibrer la pression extérieure lors de 1'hydruration/déshydruration.
Avantageusement, on ajuste le volume du matériau de stockage thermique de telle sorte que la pression différentielle entre les deux côtés des parois de la capsule soit adaptée aux caractéristiques mécaniques et thermiques des capsules Selon une variante, on adjoint aux capsules de matériau de stockage thermique un système de vidange permettant de chasser le matériau de stockage thermique fondu de manière à refroidir rapidement les pastilles d'hydrures pour l'empêcher de désorber.
Selon une autre variante, les pastilles d'hydrures sont toriques et encapsulées entre lesquelles on a placé des capsules toriques scellées de matériau de stockage thermique.
Description détaillée de l'invention L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, se référant aux dessins 5 annexés concernant des exemples non limitatifs de réalisation de l'invention.
la figure 1 représente un premier exemple de réalisation d'un module élémentaire de stockage pour la mise en oeuvre de l'invention 10 - la figure 2 représente une cartouche comprenant une pluralité de pastilles d'hydrure et de capsules de matériau de stockage thermique la figure 3 représente un exemple de diffuseur 15 - les figures 4 et 5 représentent une vue en coupe respectivement longitudinale et transversale d'un réservoir comprenant une pluralité de cartouches les figures 6 et 7 représentent des vues en coupe respectivement d'une cartouche et d'un module élémentaire selon une deuxième variante de réalisation la figure 8 représente une autre variante d'une telle cartouche - les figures 9 et 10 représentent une autre variante mettant en-oeuvre respectivement un 'et trois diffuseurs.
La figure 1 représente une vue en coupe d'un module élémentaire de stockage d'hydrogène, pour la mise en oeuvre d'un réservoir de stockage conforme à
l'invention.
Le module élémentaire est constitué par une pastille (1) d'un matériau de stockage d'hydrogène, réagissant par hydruration/déshydruration pour absorber ou libérer l'hydrogène gazeux en fonction de la température et de la pression.
Ce matériau est constitué dans l'exemple décrit d'hydrure de magnésium ou d'alliages et de métaux capables de former des hydrures avec une forte exothermicité, se présentant sous forme d'un alliage broyé, additionné à du graphite, pour former un matériau pulvérulent avec une granulométrie très fine, qui est ensuite compacté pour former une pastille solide.
Cette pastille de stockage d'hydrogène peut aussi être réalisé par d'autres combinaisons de formule générale Mg. By MZ HI, avec les spécificités suivantes :
- le ration x/y est compris entre 0.15 et 1.5 - z est compris entre 0.005 et 0.35;
- x+y+z est égal à 1;
- M représente un ou moins des métaux du ,groupe Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu et Zn - n est supérieur ou égal à 4y.
Cette pastille (1) de stockage d'hydrogène est associée à une rondelle formant un réservoir thermique (2). Cette rondelle comprend un matériau à
changement de phase assurant le stockage thermique dont le passage de la phase solide à la phase liquide absorbe la chaleur dégagée par la réaction d'hydruration, et le passage inverse restitue cette chaleur lors de la réaction de déshydruration.
Le matériau à changement de phase est par exemple un alliage de Magnésium et de Zinc.
Des entretoises (3) en un matériau conducteur thermiquement sont implantées dans le matériau à
changement de phase. Ces entretoises assurent la tenue mécanique à la pression de l'enveloppe contenant le matériau de stockage thermique.
Le matériau de stockage thermique est, dans l'exemple décrit, stocké dans des capsules étanches en contact avec les pastilles.
La capsule est réalisée par emboutissage d'une cuvette (4) présentant un fond plat (5) entouré
par une ceinture cylindrique (6). Une deuxième partie emboutie (7) vient fermer cette cuvette (4) après insertion des entretoises (43) et coulée du matériau à
changement de phase (2).
Le couvercle (7) présente une cavité
extérieure de forme complémentaire à celle de la pastille d'hydrure métallique (2) de façon à favoriser les échanges thermiques.
Afin de permettre l'échange entre l'hydrogène gazeux et la pastille (2), un diffuseur (8) est disposé
sur une des surfaces frontales au moins de la pastille (2). Ce diffuseur présente des passages radiaux permettant de diffuser sur la surface frontale de la pastille (2) l'hydrogène gazeux au sein de l'enceinte contenant les pastilles (2) et les éléments de matériau de stockage thermique (3).
Cette configuration permet également ..d'utiliser un fluide caloporteur destiné à compenser les pertes thermiques et non pas à assurer les apports thermiques de nécessaires à la réaction d'hydruration.
Le matériau de stockage thermique est fondu dans un dispositif de coulée et solidifié sous la forme de tores ou de rondelles de volume légèrement inférieur à celui des capsules destinées à les recevoir.
Ainsi pour un matériau de stockage thermique de composition eutectique ou proche d'une composition eutectique, de type Zn28Mg72 ou Zn9222Mg78 8 (exprimé en atome pour cent). Les densités respectives solides sont 2,84 et 6,42.
Pour l'exemple Zn28Mg72, la densité solide de l'alliage est égale à 2.84 tandis que la densité liquide est égale à 2.59. Quand le matériau de stockage thermique fondra, son volume augmentera donc de 8.8%, la capsule devra donc être d'une capacité supérieure à 8.8%
du volume du-matériau de stockage thermique solide si la capsule est scellée sous vide.
Si la capsule est scellée sous atmosphère neutre normale, on prévoit un volume excédentaire tel que par exemple la pression interne du gaz soit égale à
la pression externe d'hydrogène.
Le volume de la capsule contenant le matériau de stockage thermique doit dans ces conditions être égal à 1,1 fois celui du matériau de stockage thermique solide.
Par mesure de sécurité, on prend un volume très légèrement excédentaire égal à 1,1 fois celui du matériau de stockage thermique solide, ce qui conduit à
une pression à chaud de l'ordre de 10 atmosphères dans la capsule, soit une valeur intermédiaire qui limite les efforts sur les parois dans toutes les configurations du réservoir.
La figure 3 représente un exemple de .diffuseur (8).
Il est constitué par un disque métallique (9) ajouré pour présenter des découpes radiales (10 à 12) de longueurs différentes, ainsi que des trous traversant (13).
Il résulte de cette nouvelle conception, assurant un échange thermique ainsi qu'un échange hydrure /hydrogène gazeux par les surfaces frontales et pas seulement radiale,-une cinétique d'échange beaucoup plus rapide et surtout un coût beaucoup moins élevé. Par exemple la chaleur à évacuer vers le matériau de stockage thermique sur n pastilles de 2 cm d'épaisseur disposait dans la demande de brevet 5 précédente d'une surface frontale d'échanges So = 2nIId (exprimées en cm) Où d = diamètre de la pastille (en cm) 10 Avec les dispositifs selon cette invention, on a une surface frontale d'échange Sl = 2n 2 Et le rapport SU est égal à 4 Soit pour un diamètre de 14 cm, une multiplication de la surface d'échange par un facteur de 3.5.
La cinétique d'échange est également très fortement augmentée (de 3 à 10 fois) par la distance très réduite que la chaleur doit parcourir dans le cas de cette nouvelle invention.
Précédemment, la chaleur devait partir du centre d'un cylindre de 14 cm de diamètre pour aller à
sa périphérie alors que selon la présente invention, elle va du milieu des pastilles de 2 cm d'épaisseur environ vers leur surface.
Les distances sont donc réduites d'une façon générale dans un rapport :
d/2e où e = épaisseur de la pastille Les considérations précédentes montrent à
l'évidence l'intérêt majeur de la présente invention.
Pour réaliser l'invention, on a imaginé
plusieurs systèmes permettant d'alterner les pastilles d'hydrure et/ou d'alliage ou de métal non hydruré ou partiellement hydruré.
Le MgH2 peut également être encapsulé
indépendamment du matériau de stockage thermique.
Les alternances de pastilles (2) et de capsules (3) sont placées dans une cartouche dont la figure 2 représente une vue en coupe.
La cartouche est constituée par une enceinte étanche à l'hydrogène gazeux, résistant à la pression de l'hydrogène et de préférence isolée thermiquement pour limiter les pertes calorifiques. Dans certains cas, la cartouche est insérée dans une enceinte recevant plusieurs cartouches pour former un réservoir de grande capacité, et ce réservoir est thermostaté ou isolé
thermiquement.
La cartouche présente un corps tubulaire (15) fermé par un couvercle (16) monté de manière étanche, et présentant un orifice (17), en position centrale dans l'exemple décrit, pour l'alimentation en hydrogène gazeux et son évacuation.
Une bride d'extrémité (18) assure la mise sous pression de l'empilement de capsules de matériau de stockage thermique (3) et de pastilles d'hydrure (2).
Il repose sur le couvercle de la capsule supérieure. Des ressorts (19) exercent une pression entre la surface intérieure du couvercle (16) et la bride d'extrémité (18).
La forme de cette cartouche peut être tubulaire à fond plat. Elle peut aussi prendre des formes alternatives pour améliorer sa résistance mécanique et éventuellement faciliter le rassemblement de plusieurs cartouches pour former un réservoir de grande capacité.
En particulier, le fond peut présenter une forme bombée. Dans ce cas, une entretoise est placée entre la surface intérieure galbée de la cartouche, et la surface inférieure de la capsule inférieure du matériau de stockage thermique.
Une autre forme de la cartouche prévoit un couvercle bombé.
Les cartouches peuvent être regroupées dans un réservoir pour permettre un stockage d'hydrogène de grande capacité.
Les figures 4 et 5 représentent une vue en coupe respectivement longitudinale et transversale d'un réservoir comprenant une pluralité de cartouches.
Il est formé d'une enceinte (20) isolée thermiquement à l'intérieur de laquelle sont disposées des cartouches (21, 22). Un conduit (23) relie les orifices d'alimentation des cartouches (21, 22).
Des éléments de réchauffage (24), par exemple des conduits alimentés par un fluide caloporteur ou des résistances électriques, peuvent être prévus pour compenser les pertes thermiques et maintenir les cartouches dans des fourchettes de température compatible avec la réaction réversible d'hydruration/déshydruration.
La description qui suit se réfère à un deuxième mode de réalisation.
Les figures 6 et 7 représentent des vues en coupe respectivement d'une cartouche et d'un module élémentaire selon cette deuxième variante de réalisation.
La cartouche représentée en figure 6 comprend trois modules élémentaires (31 à 33) de forme torique.
Chaque module élémentaire (31 à 33) comprend une capsule (34 à 36) contenant un matériau de stockage de la chaleur, et une capsule (37, 38) contenant un hydrure métallique.
Les capsules de matériau de stockage de la chaleur et d'hydrure sont montées, de manière alternée et coaxiale, sur un élément tubulaire central (39) assurant l'alimentation en hydrogène gazeux des capsules (37, 38) contenant l'hydrure métallique.
La figure 7 représente une vue en détail d'un module élémentaire. Il comprend une première capsule torique (40) formée de deux couronnes identiques (41, 42) soudées entre elle après remplissage avec un matériau tel qu'un alliage Zinc - Magnésium (43) et mise en place d'une structure entretoise (44).
La deuxième capsule torique (45) contient, dans l'exemple. décrit, deux pastilles discales d'hydrure métallique (46, 47) séparées par une rondelle de diffusion (48). Ces pastilles (46, 47) et cette rondelle (48) présentent une lumière centrale pour le passage d'un tube (50) d'alimentation et de récupération d'hydrogène gazeux. Ce tube présente des perçages radiaux (51, 52). Il présente un rétrécissement de la section intérieure (53) à l'une des extrémités et un rétrécissement de la section extérieure (54) à
l'extrémité opposée de façon à permettre d'additionner par simple juxtaposition une succession de modules et former ainsi une cartouche modulable en fonction de la capacité de stockage recherchée, à partir de modules élémentaires standardisés. Cela réduit le coût d'industrialisation et permet de proposer une gamme de réservoir complet avec un nombre réduit de composants 5 différents.
La figure 8 représente une autre variante d'une telle cartouche. Il présente comme dans l'exemple précédant une structure modulaire. L'alternance de 10 modules torique est enfermée dans une enceinte (60) à
l'intérieur de laquelle peut circuler un fluide caloporteur alimentant les modules thermiques (61 à 63).
Ce fluide permet de faire un apport calorifique limité, insuffisant pour l'énergie nécessaire à la réaction 15 d'hydruration - déhydruration, mais adapté à compenser les pertes thermiques dues aux défauts d'isolation thermique de l'enceinte, et aux pertes thermiques se produisant lors du chargement du réservoir.
Les figures 9 et 10 représentent une autre 20 variante mettant en oeuvre respectivement un et trois diffuseurs.
Des diffuseurs (8) sont interposés entre un élément de stockage d'hydrogène (2) et l'élément de stockage thermique (3), ou entre des éléments de 25 stockage d'hydrogène (2) adjacent. Ces diffuseurs (8) sont constitués en un matériau poreux permettant la circulation de l'hydrogène en phase gazeux, et présentant une bonne conductivité thermique.
Claims (29)
1. Réservoir de stockage et de déstockage d'hydrogène par réaction réversible d'hydruration/déshydruration constitué par une enceinte isolée thermiquement comprenant une pluralité
d'éléments de stockage d'hydrogène (2) sous forme d'hydrures présentant chacun au moins une surface d'échange avec l'hydrogène gazeux d'une part et au moins une surface d'échange thermique d'autre part, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pluralité d'éléments de stockage thermique (3) pour la conservation et la restitution de la chaleur associée à la réaction réversible d'hydruration/déshydruration.
d'éléments de stockage d'hydrogène (2) sous forme d'hydrures présentant chacun au moins une surface d'échange avec l'hydrogène gazeux d'une part et au moins une surface d'échange thermique d'autre part, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pluralité d'éléments de stockage thermique (3) pour la conservation et la restitution de la chaleur associée à la réaction réversible d'hydruration/déshydruration.
2. Réservoir de stockage et de déstockage d'hydrogène selon la revendication 1 caractérisé en ce que les surface d'échange entre l'un au moins des éléments de stockage thermique (3) et l'un desdits éléments de stockage d'hydrogène (2) présente une surface frontale d'échange avec l'un desdits éléments de stockage d'hydrogène (2).
3. Réservoir de stockage et de déstockage d'hydrogène selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'énergie thermique nécessaire à la déshydruration est fournie par les éléments de stockage thermique (3), le réservoir n'étant associé à aucun moyen d'apport thermique extérieur autre que pour la compensation des pertes thermiques.
4. Réservoir de stockage et de déstockage d'hydrogène selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est constituée par une enceinte (20) isolée thermiquement contenant au moins une cartouche étanche à
l'hydrogène, chacune desdites cartouches contenant une pluralité d'éléments de stockage d'hydrogène (2) présentant chacun au moins une surface frontale d'échange avec l'hydrogène d'une part et au moins une surface frontale d'échange thermique d'autre part, lesdites cartouches étant reliées par au moins un conduit pour la circulation de l'hydrogène.
l'hydrogène, chacune desdites cartouches contenant une pluralité d'éléments de stockage d'hydrogène (2) présentant chacun au moins une surface frontale d'échange avec l'hydrogène d'une part et au moins une surface frontale d'échange thermique d'autre part, lesdites cartouches étant reliées par au moins un conduit pour la circulation de l'hydrogène.
5. Réservoir de stockage et de déstockage d'hydrogène selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la température nominale de fonctionnement est supérieure à 280 C et en ce que lesdits éléments de stockage thermique (3) contiennent un matériau à changement de phase.
6. Réservoir de stockage et de déstockage d'hydrogène selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que ledit matériau à changement de phase est constitué par un alliage métallique.
7. Réservoir de stockage et de déstockage d'hydrogène selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que ledit matériau à changement de phase est constitué par un alliage à base de Magnésium et de Zinc.
8. Réservoir de stockage et de déstockage d'hydrogène selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que ledit matériau à changement de phase est constitué par un sel.
9. Réservoir de stockage et de déstockage d'hydrogène selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit matériau de stockage d'hydrogène est constitué par une pastille d'hydrures compactées pour former un bloc solide.
10. Réservoir de stockage et de déstockage selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que certains au moins desdits éléments de stockage thermique (3) sont enfermés dans une enveloppe en un matériau conducteur thermique faisant barrière à l'hydrogène et résistant aux températures et aux corrosions induites par les matériaux de stockage thermique et par l'hydrogène.
11. Réservoir de stockage et de déstockage selon la revendication précédente caractérisé en ce que lesdits éléments de stockage thermique (3) contiennent des entretoises (43) noyées dans le matériau à
changement de phase.
changement de phase.
12. Réservoir de stockage et de déstockage selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que certains au moins desdits éléments de stockage d'hydrogène sont enfermés dans une enveloppe en un matériau conducteur thermique faisant barrière à
l'hydrogène et résistant aux températures et aux corrosions induites par les matériaux de stockage thermique.
l'hydrogène et résistant aux températures et aux corrosions induites par les matériaux de stockage thermique.
13. Réservoir de stockage et de déstockage selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que la surface frontale de ladite enveloppe présente des protubérances formant entretoises entre l'élément thermique et l'élément de stockage d'hydrogène adjacent frontalement.
14. Réservoir de stockage et de déstockage selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une alternance coaxiale d'éléments de stockage d'hydrogène (2) et d'éléments de stockage thermique (3).
15. Réservoir de stockage et de déstockage selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits éléments de stockage thermique (3) et lesdits éléments de stockage d'hydrogène (2) sont des volumes plats, de forme discale.
16. Réservoir de stockage et de déstockage selon l'une au moins des revendications 1 à 14 caractérisé en ce que lesdits éléments de stockage thermique (3) et lesdits éléments de stockage d'hydrogène (2) sont des volumes plats, de forme torique.
17. Réservoir de stockage et de déstockage selon l'une au moins des revendications 1 à 14 caractérisé en ce que lesdits éléments de stockage thermique (3) et lesdits éléments de stockage d'hydrogène (2) sont des volumes plats, de section transversale polygonale.
18. Réservoir de stockage et de déstockage selon l'une au moins des revendications 1 à 14 caractérisé en ce que lesdits éléments de stockage d'hydrogène (2) et lesdits éléments de stockage thermique (3) sont de forme tubulaire.
19. Réservoir de stockage et de déstockage selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits éléments de stockage thermique et lesdits éléments de stockage d'hydrogène (2) sont intercalés par des diffuseurs (8) en un matériau conducteur thermiquement et présentant des passages d'alimentation en hydrogène.
20. Réservoir de stockage et de déstockage selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que les éléments de stockage d'hydrogène (2) sont séparés frontalement par des entretoises contenant un matériau caloporteur alimenté
par une source thermique dont la puissance est limitée à
la compensation des pertes thermiques.
par une source thermique dont la puissance est limitée à
la compensation des pertes thermiques.
21. Réservoir de stockage et de déstockage selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est constitué par une pluralité
de cartouches contenant chacune un empilement formé par une alternance d'éléments de stockage d'hydrogène et d'éléments thermiques, ledit réservoir comportant une enveloppe extérieure (20) isolée thermiquement, ladite enveloppée étant traversée par un seul conduit d'hydrogène et chaque cartouche étant alimentée par un seul conduit d'hydrogène.
de cartouches contenant chacune un empilement formé par une alternance d'éléments de stockage d'hydrogène et d'éléments thermiques, ledit réservoir comportant une enveloppe extérieure (20) isolée thermiquement, ladite enveloppée étant traversée par un seul conduit d'hydrogène et chaque cartouche étant alimentée par un seul conduit d'hydrogène.
22. Réservoir de stockage et de déstockage selon la revendication précédente caractérisé en ce que ladite cartouche est constituée par une enceinte tubulaire, présentant un orifice d'alimentation en hydrogène et définissant un volume intérieur de circulation de l'hydrogène, dans lequel est disposé un empilement alterné d'éléments de stockage d'hydrogène et d'éléments thermiques comprimés entre eux par au moins un ressort.
23. Réservoir de stockage et de déstockage selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend des modules constitués par au moins un élément de stockage d'hydrogène et au moins une entretoise permettant le passage d'un fluide caloporteur accouplés thermiquement.
24. Réservoir de stockage et de déstockage selon la revendication 9 caractérisé en ce que les éléments de stockage d'hydrogène et les éléments de d'échange thermique sont de forme plane et présente au moins un orifice traversant pour le passage d'un tube d'alimentation en hydrogène.
25. Réservoir selon la revendication 1 caractérisé en ce que les pastilles d'hydrures sont toriques et encapsulées entre lesquelles on a placé des capsules toriques scellées d'alliages à changement de phase préformés par fonderie.
26. Réservoir selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que l'on ménage un léger volume excédentaire dans les capsules de matériau de stockage thermique afin de maintenir une pression significative après la fusion du matériau de stockage thermique pour équilibrer la pression extérieure lors de l'hydruration/déshydruration.
27. Réservoir selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que l'on ajuste le volume du matériau de stockage thermique de telle sorte que la pression différentielle entre les deux côtés des parois de la capsule soit adaptée aux caractéristiques mécaniques et thermiques des capsules
28. Réservoir selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que l'on adjoigne aux capsules de matériau de stockage thermique un système de vidange permettant de chasser le matériau de stockage thermique fondu de manière à refroidir rapidement les pastilles d'hydrures pour l'empêcher de désorber.
29. Revendication selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les pastilles d'hydrures sont toriques et encapsulées entre lesquelles on a placé
des capsules toriques scellées de matériau de stockage thermique.
des capsules toriques scellées de matériau de stockage thermique.
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| RU167781U1 (ru) * | 2015-11-27 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской академии наук (ИПХФ РАН) | Металлогидридный аккумулятор водорода многократного действия с улучшенным теплообменом |
| EP3386912B1 (fr) * | 2015-12-07 | 2021-09-01 | Atomic Energy of Canada Limited/ Énergie Atomique du Canada Limitée | Ensemble de stockage d'hydrogène |
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|---|---|---|---|---|
| US4566281A (en) * | 1979-02-12 | 1986-01-28 | Ergenics, Inc. | Reaction heat storage method for hydride tanks |
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| DE3502311A1 (de) * | 1985-01-21 | 1986-07-24 | Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf | Metallhydridspeicher und verfahren zu seiner herstellung |
| US4928496A (en) * | 1989-04-14 | 1990-05-29 | Advanced Materials Corporation | Hydrogen heat pump |
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| JP2000120996A (ja) * | 1998-10-21 | 2000-04-28 | Japan Steel Works Ltd:The | 水素貯蔵容器および該容器用通気材 |
| CA2280434A1 (fr) * | 1999-08-18 | 2001-02-18 | Hydro-Quebec | Rubans d'hydrures metalliques et usages de ceux-ci notamment pour le stockage de l'hydrogene |
| JP2001065797A (ja) * | 1999-09-01 | 2001-03-16 | Toyota Motor Corp | 水素貯蔵装置及び水素貯蔵システム |
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| JP2004011806A (ja) * | 2002-06-07 | 2004-01-15 | Honda Motor Co Ltd | 水素吸蔵材への水素吸蔵方法および水素貯蔵タンク |
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