EP4540439A1 - Procédé de production d'hydrogène avec réglage de la puissance d'un compresseur - Google Patents

Procédé de production d'hydrogène avec réglage de la puissance d'un compresseur

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Publication number
EP4540439A1
EP4540439A1 EP23730145.2A EP23730145A EP4540439A1 EP 4540439 A1 EP4540439 A1 EP 4540439A1 EP 23730145 A EP23730145 A EP 23730145A EP 4540439 A1 EP4540439 A1 EP 4540439A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
compressor
pressure
hydrogen
electrolyzer
humidifier
Prior art date
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Pending
Application number
EP23730145.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Alain Rocheux
Ilies Driss
Serge MALVAULT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
H2gremm
Original Assignee
H2gremm
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Filing date
Publication date
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Publication of EP4540439A1 publication Critical patent/EP4540439A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C25B15/02—Process control or regulation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/05—Pressure cells

Definitions

  • the present invention relates to a process for producing hydrogen with adjustment of the power of a compressor. It applies, in particular, in the field of hydrogen production, compression and storage installations with a daily capacity of up to 10 kg per day.
  • Hydrogen production and compression installations for small installations use reciprocating mechanical compressors (piston or membrane) to reach pressures between 150 and 1000 bar. These generate a certain number of constraints, summarized below.
  • Start-up flow when starting, an electrolyzer needs a certain time before reaching its set flow. This flow rate will therefore vary almost linearly between 0 and its set flow rate.
  • a mechanical compressor operates at precise speeds, determined by the operating constraints of the engine.
  • the electrolyzer can produce hydrogen at variable flow rates. It is therefore necessary to force the electrolyzer to operate at precise speeds to adapt to the speeds of the compressor.
  • Compression Ratio Limit An essential characteristic of a mechanical compressor is its compression ratio. It is the ratio between the discharge pressure and the suction pressure. This ratio is determined according to the suction temperature, the nature of the gas and its ability to heat up during compression, the type of compressor, particularly whether it is cooled or not, and the mechanical state of the compressor. In the most favorable cases, with an integrated cooling system, it is possible to achieve a compression ratio of 10. This makes it possible, for example, to reach 300 bars with a suction pressure of 30 bars. A delivery pressure above 300 bar can be achieved with a second compression stage. This second stage leads to additional implementation complexities in the management of the flow of the two compressors, as well as additional costs for the purchase of a second compressor.
  • Synchronization of flow rates by mechanical regulation even if certain mechanical compressors are capable of operating at flow rates identical to the nominal flow rate of the electrolyzer, for example 500NL/h, an electrolyzer, whatever its technology, has a ramp-up time before reaching its nominal flow. This time varies from a few minutes for a PEM or AEM electrolyzer to a few hours for alkaline technology.
  • the motors of mechanical compressors can only operate at precise speeds and limited by the operation of the engine, generally 4 speeds, this only allows a first rough adjustment of the flow.
  • a bypass consists of connecting the output to the inlet of a compressor with a regulator, this allows the inlet flow to be artificially increased.
  • Hydrogen is a gas that heats up in the compression and expansion phases, so significant overheating occurs. The need for greater cooling and the need to compress a greater quantity of gas greatly reduces efficiency.
  • Power at start-up limiting the number of starts of the compressor is important because each start-up requires high energy allowing the moving parts to start. Because of the power of the engine, which does not benefit from being oversized, it is generally not possible to simultaneously ensure compression and launch of the machine. For this reason, a reciprocating compressor is almost always started empty. The discharge pressure must be reduced to a value close to the suction pressure using a bypass. Decompression leads to yield losses. An increase in the number of ignitions also leads to material wear and a reduction in the life of the compressor.
  • the present invention aims to remedy these drawbacks with a completely innovative approach.
  • Electrochemical compression is a compression technology using PEM (Proton Exchange Membrane) technology, also used for fuel cells or electrolyzers. Its basic principle consists of forcing the passage of hydrogen through a membrane behind which is the high pressure storage tank. The passage of hydrogen is strictly a function of the application of an electric current. The compression ratio obtained is mainly a function of the resistance of the membranes to the upstream/downstream pressure difference.
  • PEM Proton Exchange Membrane
  • the invention aims to provide a compression technology which combines numerous advantages.
  • the nominal flow rate is limited by the dimensions and number of membranes. Compressor sizing can be done to suit production capacity. For a mechanical compressor, the overall structure of the compressor should be reviewed (motor sizing, piston size, etc.)
  • a process for producing hydrogen with adjustment of the power of a compressor as a function of the production flow rate comprises the following steps: - a) electrolyze by an electrolyzer producing hydrogen with a flow rate of between 0.5 and 5 Nm3/h at an outlet pressure of between 1 and 50 bars; - b) compress hydrogen from step a) using an electrochemical compressor; remarkable in that it further comprises a step of correcting the supply current of the electrochemical compressor relative to a target pressure value; and in which the correction step comprises a sub-step of modifying said target pressure value: - as soon as the outlet pressure of the electrolyzer exceeds a target pressure threshold, the value of the supply current of the electrochemical compressor is increased; - as soon as the outlet pressure of the electrolyzer is below an outlet pressure threshold of the electrolyzer, the value of the supply current of the electrochemical compressor is reduced.
  • the invention makes it possible to adapt the power of the compressor according to the production flow of the electrolyzer. It is therefore possible to operate the electrolyzer and the compressor in parallel in an automated manner at an identical flow rate. This allows the buffer volume to be reduced by a factor of 500.
  • a program is implemented in a control card. This control card varies the current setpoint according to the pressure between the electrolyzer and the compressor.
  • the compressor is capable of reaching its nominal flow rate in a few seconds, so it will be able to follow the production of the electrolyzer in these start-up and shutdown phases.
  • the value of the electrochemical compressor supply current changes proportionally to the difference between the measured pressure and the target pressure. The greater the pressure difference, the more the current setpoint increases to reach the target pressure.
  • the value of the electrochemical compressor supply current changes proportionally to the pressure difference between it and the target value. The greater the pressure difference, the more the current setpoint will decrease until the compressor completely stops.
  • it further comprises a step of humidifying the hydrogen by a humidifier so that the hydrogen produced in step a) has a relative humidity of between 80% and 99%.
  • an electrochemical compressor means that the incoming hydrogen must be almost saturated with water (80-99% RH) to ensure the compressor operates properly. This condition is not met if the hydrogen comes directly from an electrolyzer, nor from a standard storage tank.
  • Relative humidity gives the percentage of saturation of the gas with water. This humidity varies depending on pressure and temperature.
  • the target pressure value is regulated by a proportional integral or proportional integral derivative type regulator.
  • the target pressure value uses data from at least one of the following sensors: a pressure sensor and a temperature sensor.
  • the pressure sensor is positioned between the electrolyzer and the electrochemical compressor on the humidifier.
  • the sensor can be positioned before inside or after the humidifier.
  • the humidifier has a buffer volume of less than 500ml.
  • the buffer volume is in the humidifier. It is located between the electrolyzer and the compressor. The buffer volume therefore has the dual function of humidification and buffer volume.
  • the present invention relates to installations allowing gas humidity control operating at pressures greater than 10 bar.
  • the humidifier is maintained at a temperature close to the temperature of the incoming gas.
  • the humidifier must therefore be maintained at a temperature a few degrees lower than the temperature of the incoming gas to keep the relative humidity level within the required range (80% ⁇ RH ⁇ 99%).
  • the incoming gas is temperature regulated by means of a thermoregulator.
  • Thermoregulation is carried out at the humidifier using a finned tube and a fan.
  • the solution consists of encapsulating the humidifier and gas assembly in the same thermo-regulated circuit. This avoids electricity consumption for maintaining the temperature (resistors and heating cables).
  • the humidifier and the coaxial tube containing the incoming gas help dissipate heat in the event that the system produces an exothermic reaction requiring cooling.
  • thermoregulator is slightly lower than the initial configuration necessary for the same quantity of incoming gas.
  • the present invention aims to guarantee the saturation of the gas with humidity whatever the operating temperature.
  • the present invention is integrated into a process for regulating the humidity of a gas
  • the process for regulating the humidity of a gas includes the following steps: - a first step of regulating the humidity of a gas entering a humidifier at a flow rate of between 500 NL/h and 50,000 NL/h, said humidifier comprises the following elements: - a humidifier tank comprising an inlet and an outlet, - a thermoregulation tank which surrounds said humidifier tank, - a volume of thermoregulation water contained in said thermoregulation tank, - a thermoregulation water circulation pump; - said humidifier tank comprises a first porous matrix located at the bottom of the humidifier tank near the inlet; the gas entering the humidifier through the inlet of the humidifier tank passes through the first porous matrix, this creates gas microbubbles allowing better absorption of humidity.
  • This matrix is positioned in a volume of water contained in the humidifier tank, the humidified gas leaves through the outlet of the humidifier tank and circulates towards a compressor; the volume of thermoregulation water circulates in a closed circuit passing through the thermoregulation tank, the circulation pump and the compressor; - a second stage of drying the gas from the first stage, the gas leaving the compressor passes through a T-shaped tube comprising an inlet and two outlets, one of the outlets is vertical and by the effect of gravity leaves s flow the liquid phase of the gas creating a condensate, the other outlet is connected to the bottom of a desiccant tank; at the outlet of the desiccant tank, the dried gas is stored in a tank and has a humidity lower than a predetermined threshold.
  • the gas entering the compressor is saturated with humidity, i.e. 80% ⁇ RH ⁇ 99% and optimizes its operation; and after the dryer stage, the outgoing gas carries a water concentration of less than 5ppm which allows hydrogen to be used in various applications.
  • the internal volume of the humidifier is also used as a shock absorber for variations in incoming gas pressure, thus allowing simplified management of the compressor.
  • the humidifier maintains an optimal water level using an automated purge and fill system.
  • a single temperature regulator installed around the humidifier allows the temperatures of the humidifier and the associated compressor to be adjusted.
  • thermoregulation water is ensured by a thermoregulation element.
  • thermoregulation element of the first stage comprises fins placed around the thermoregulation tank.
  • thermoregulation element of the first stage comprises a fan configured to ensure the circulation of air in contact with the fins.
  • a second porous matrix is located in the upper part of the humidifier tank near the outlet of the humidifier tank, the humidified gas passes through the second porous matrix before leaving the humidifier tank . It is used as a safety element preventing the passage of liquid water.
  • the relative humidity of the gas entering the compressor is between 80% and 99%, preferably between 95% and 99%.
  • said method comprises a third shutdown step to purge the volume of water contained in the humidifier tank then fills it with a new volume of water.
  • the humidifier tank is used as a buffer volume. This makes it possible to do without an additional tank, which saves space and reduces costs.
  • the condensate contained in one of the outlets of the T-shaped tube is purged.
  • said method comprises a visual, audible or terminal alert step indicating the need replacement of the desiccant.
  • This humidity control process ensures that humidity is close to 99% regardless of the pressure and temperature conditions in the compressor.
  • Electrolysers generally operate at a pressure between 10 and 50bar.
  • the use of the humidifier presented above allows operation in these pressure ranges. It is therefore not necessary to expand the gas to a lower pressure for humidification. This allows the process to have optimized efficiency because the pressure difference between the inlet and outlet of the compressor will be lower.
  • Compressed hydrogen should be stored in tanks with low humidity ( ⁇ 5ppm). It is therefore necessary to dry the compressed gas.
  • a dryer offers a drying solution based on standard components, for example a high pressure tank allowing a significant reduction in costs, simplification of maintenance and greater modularity.
  • Mechanical compressors require dry hydrogen to operate, so the drying step is mandatory in both cases.
  • drying is carried out before compression.
  • a simple drying solution allows a reduction of a factor greater than 10 in costs compared to a drying solution upstream of compression or existing drying solutions downstream of compression.
  • the increase in pressure makes it possible to condense a large part of the gaseous water present in the gas.
  • the quantity of water to be extracted from the gas is therefore less after compression, which allows the use of more affordable and simple to implement technologies.
  • the stages are: electrolyzer, humidifier, compressor, dryer, tanks and fuel cell (possible applications).
  • the method consists of using a PID (proportional, integral, derivative) regulator. It is a resident program in the compressor control card which will modify the compressor current setpoint dynamically according to the pressure measured by the pressure sensor between the electrolyser and the compressor. The objective is to maintain a fixed pressure between the two pieces of equipment.
  • PID proportional, integral, derivative
  • a pressure sensor therefore makes it possible to know the pressure between the two devices and to transmit the information to the control card. This will have the function of regulating the compressor supply current in order to keep the pressure constant at 30bar for example.
  • the humidifier and dryer are humidity regulation elements that are less complex and less expensive than currently existing solutions. They make it possible to meet the needs for small installations and make hydrogen production and compression solutions less expensive.
  • Electrochemical compression is modular; increasing the number of cells makes it possible to increase the nominal flow rate of the compressor.
  • Each cell is made up of a PEM membrane and two electrodes, the assembly is called MEA (Membrane Electrode Assembly).
  • MEA Membrane Electrode Assembly
  • a standard cell with a surface area of 150cm2 generally accepts a flow rate of 20NL/h.
  • the humidifier when the system is in operation, includes 2 volumes.
  • the first volume contains a volume of liquid water in which the gas passes and becomes humid as it passes.
  • the second volume contains the wet gas. This volume is approximately 300ml for a system producing 0.5 to 5Nm3 of hydrogen per hour. This volume is sufficient to be used as a buffer in this solution. There is no need for an additional tank.
  • the invention is suitable for installations producing less than 10kg/d of hydrogen. But it can also be applied to larger capacity installations.
  • the invention allows a significant saving of space because it allows a significant reduction in the buffer volume. It also allows a reduction in implementation complexity because it uses a very simple calculation program. In addition, it does not require any hardware modification to the compressor. This is particularly useful for manufacturers of hydrogen production and distribution stations for small mobility or for industrial uses of hydrogen because it allows a reduction in the size of installations and a reduction in costs.
  • the invention can also be used for any other system requiring hydrogen production and compression.
  • any other system requiring hydrogen production and compression For example for use in residential environments where green hydrogen is produced and used as a vector allowing energy autonomy.
  • the invention allows a significant saving of space for homes where the available space may be limited.
  • the integration of silent compression is suitable for residential environments.
  • the invention therefore makes it possible to resolve a significant number of constraints present today on hydrogen production and compression systems. These constraints are an obstacle to the deployment of these solutions for different uses.
  • the compression function is provided by current control. Increasing compressor compression decreases the pressure between the compressor and the electrolyzer. Conversely, decreasing compressor compression increases the pressure between the compressor and the electrolyzer.
  • a pressure regulation function between the electrolyser and the compressor is therefore possible by controlling the current to the measured pressure.
  • the pressure sought represents the PID setpoint.
  • the method implements a PID of type:

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Abstract

L'invention concerne un procédé de production d'hydrogène avec réglage de la puissance d'un compresseur en fonction du débit de production d'un électrolyseur, ledit procédé comporte les étapes suivantes : - a) électrolyser par un électrolyseur produisant de l'hydrogène avec un débit compris entre 0,5 et 5 Nm3/h à une pression de sortie comprise entre 1 et 50 bars; - b) compresser de l'hydrogène par un compresseur électrochimique. Il comporte en outre une étape de correction du courant d'alimentation du compresseur électrochimique par rapport à une valeur de pression cible.

Description

    Procédé de production d’hydrogène avec réglage de la puissance d’un compresseur Domaine technique de l’invention
  • La présente invention concerne un procédé de production d’hydrogène avec réglage de la puissance d’un compresseur. Elle s’applique, en particulier, dans le domaine des installations de production, compression et stockage d'hydrogène de capacité journalière jusqu’à 10 kgs par jour.
  • Ces installations peuvent être utilisées dans diverses applications telles que les stations autonomes de distribution pour la mobilité, ou des systèmes permettant l’autonomie énergétique de l’habitat résidentiel utilisant l'hydrogène comme vecteur énergétique. L'innovation mise en place permet de simplifier grandement la mise en œuvre de la compression de l'hydrogène.
    •
  • Les installations de production et compression d’hydrogène pour de petites installations se servent de compresseurs mécaniques alternatifs (à piston ou à membrane) pour atteindre des pressions comprises entre 150 et 1000bar. Ceux-ci engendrent un certain nombre de contraintes, résumées ci-dessous.
  • Débit de démarrage : à son démarrage, un électrolyseur a besoin d'un certain temps avant d'atteindre son débit de consigne. Ce débit va donc varier de façon quasi linéaire entre 0 et son débit de consigne. De son côté, un compresseur mécanique fonctionne à des régimes précis, déterminés par les contraintes de fonctionnement du moteur. Suivant les applications, l'électrolyseur pourra produire de l'hydrogène à des débits variables. Il est donc nécessaire de contraindre l'électrolyseur à fonctionner à des régimes précis pour s'adapter aux régimes du compresseur.
  • Limite du Taux de compression : une caractéristique essentielle d'un compresseur mécanique est son taux de compression. C’est le rapport entre la pression de refoulement et la pression d'aspiration. Ce rapport est déterminé en fonction de la température d'aspiration, de la nature du gaz et son aptitude à s'échauffer lors de la compression, du type de compresseur notamment s'il est refroidi ou non, et de l'état mécanique du compresseur. Dans les cas les plus favorables, avec un système de refroidissement intégré, il est possible d'atteindre un taux de compression de 10. Cela permet par exemple d'atteindre 300 bars avec une pression d'aspiration de 30 bars. Une pression de refoulement supérieure à 300 bars peut être atteinte avec un deuxième étage de compression. Ce second étage entraine des complexités supplémentaires de mise œuvre dans la gestion du débit des deux compresseurs, ainsi que des coûts supplémentaires pour l'achat d'un deuxième compresseur.
  • Synchronisation des débits par volume tampon : les compresseurs mécaniques standards pour l'hydrogène ont généralement des débits nominaux d’aspiration supérieurs aux débits de production des électrolyseurs pour de petites installations (soit 0,5 à 5 Nm3/h). Pour cette raison, un volume tampon est placé entre ces deux équipements (électrolyseur et compresseur). Celui-ci permet de combler les différences de débit et de maintenir une pression suffisante pour garder un rapport de compression acceptable. Pour garder un taux de compression acceptable, la pression d’aspiration du compresseur doit être supérieure à 30bar afin de maintenir un taux de compression inférieur à 10, pour atteindre 300bar au refoulement. La pression maximale atteignable par l’électrolyseur est généralement de 35bar, l’écart entre ces valeurs de fonctionnement est proche il est donc nécessaire d'augmenter le volume tampon pour limiter le nombre de démarrage du compresseur. Généralement, un volume tampon d'au moins 150L est nécessaire pour un débit de production de 500Nl/h.
  • Synchronisation des débits par régulation mécanique : même si certains compresseurs mécaniques sont capables de fonctionner à des débits identiques au débit nominal de l'électrolyseur, par exemple 500NL/h, un électrolyseur, quelle que soit sa technologie, a un temps de montée en régime avant d'atteindre son débit nominal. Ce temps varie de quelques minutes pour un électrolyseur PEM ou AEM à quelques heures pour une technologie alcaline. Comme expliqué précédemment, les moteurs des compresseurs mécaniques ne peuvent fonctionner qu'à des régimes précis et limités par le fonctionnement du moteur, généralement 4 régimes, cela ne permet qu’un premier réglage grossier du débit. Il existe cependant des techniques permettant d'adapter plus finement le débit d'un compresseur mécanique. Ces techniques induisent un fonctionnement dégradé du compresseur et entrainant des modifications, soit à la conception, soit en ajoutant des éléments de régulation. Dans les deux cas, elles entrainent un surcoût matériel et un temps de développement important. Il est d'abord possible de réduire la pression d'aspiration. À chaque mouvement, les pistons compriment une masse moins importante de gaz entrainant une réduction du débit. Ceci a pour conséquence d'augmenter le taux de compression et entraine des pertes de rendement. Il est également possible de recycler le gaz comprimé à l'aide d'un bypass. Un bypasse consiste à relier la sortie à l’entrée d’un compresseur avec un détendeur, cela permet d'augmenter artificiellement le débit d’entrée. L'hydrogène est un gaz s'échauffant dans les phases de compression et de détente, il se produit donc une surchauffe importante. Le besoin de refroidissement plus important et le besoin de comprimer une quantité plus importante de gaz diminuent grandement le rendement. Nous pouvons également citer d'autres méthodes utilisées sur des machines de plus haute puissance car augmentant significativement la complexité et le coût de la machine : mise à vide des clapets ou réduction de la capacité d'aspiration par retardement à la fermeture des clapets d'aspiration à l'aide de servomoteurs. Ces techniques peuvent être mises en parallèle pour améliorer la précision du contrôle du débit mais nécessitent une étude et un développement complexe pour limiter les pertes de rendement global.
  • Puissance au démarrage : limiter le nombre de démarrage du compresseur est important car chaque démarrage requière une forte énergie permettant le lancement des pièces en mouvement. A cause de la puissance du moteur qui n'a pas intérêt a être surdimensionné, il n'est généralement pas possible d'assurer simultanément la compression et le lancement de la machine. Pour cette raison, un compresseur alternatif est quasiment toujours démarré à vide. La pression de refoulement doit être réduite à une valeur proche de la pression d’aspiration à l’aide d’un bypass. La décompression entraine des pertes de rendement. Une augmentation du nombre d’allumage entraine également une usure matérielle et une baisse de la durée de vie du compresseur.
  • Les documents EP3550056, US2022025529, US2004040862 sont des exemples de compresseur d’hydrogène. Toutefois, l’optimisation de leur fonctionnement n’est pas aboutie.
    •  Présentation de l'invention
  • La présente invention vise à remédier à ces inconvénients avec une approche totalement novatrice.
  • Une autre technologie de compression permet de s’affranchir d’un grand nombre de problèmes soulevés précédemment : la compression électrochimique.
  • La compression électrochimique est une technologie de compression utilisant la technologie PEM (Membrane Échangeuse de Proton) par ailleurs utilisée pour des piles à combustibles ou des électrolyseurs. Son principe de base consiste à forcer le passage de l’hydrogène au travers d’une membrane derrière laquelle se trouve le réservoir de stockage haute pression. Le passage de l’hydrogène est strictement fonction de l’application d’un courant électrique. Le taux de compression obtenu est principalement fonction de la résistance des membranes à la différence de pression amont/aval.
  • Plus précisément, l’invention a pour objectif de fournir une technologie de compression qui regroupe de nombreux avantages.
  • Elle fonctionne sans mouvement mécanique et est donc silencieuse et sans vibration. Elle ne nécessite pas d’isolation phonique et vibratoire comme la compression mécanique.
  • Elle permet une régulation fine et continue du débit de compression.
  • Elle s’effectue dans des conditions isothermes, à l'inverse des compresseurs mécaniques qui subissent une compression isentropique. Pour le compresseur mécanique, une augmentation du taux de compression entraine une augmentation de la chaleur produite. En conditions réelles, cet effet est largement moins présent pour le compresseur électrochimique ce qui permet de dépasser des taux de compression de 10. Ceci est difficilement réalisable avec un compresseur mécanique.
  • Le débit nominal est limité par les dimensions et le nombre des membranes. Le dimensionnement du compresseur peut être fait pour être adapté à la capacité de production. Pour un compresseur mécanique, il faudrait revoir la structure globale du compresseur (Dimensionnement moteur, taille des pistons…)
  • Ces objectifs, ainsi que d’autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints, selon un premier aspect, à l’aide d’un procédé de production d’hydrogène avec réglage de la puissance d’un compresseur en fonction du débit de production d’un électrolyseur, ledit procédé comporte les étapes suivantes :
    - a) électrolyser par un électrolyseur produisant de l’hydrogène avec un débit compris entre 0,5 et 5 Nm3/h à une pression de sortie comprise entre 1 et 50 bars ;
    - b) compresser de l’hydrogène issu de l’étape a) par un compresseur électrochimique ;
    remarquable en ce qu’il comporte en outre une étape de correction du courant d’alimentation du compresseur électrochimique par rapport à une valeur de pression cible ; et dans lequel l’étape de correction comporte une sous-étape de modification de ladite valeur de pression cible :
    - dès lors que la pression de sortie de l’électrolyseur dépasse un seuil de pression cible, la valeur du courant d’alimentation du compresseur électrochimique est augmentée ;
    - dès lors que la pression de sortie de l’électrolyseur est en dessous d’un seuil de pression de sortie de l’électrolyseur, la valeur du courant d’alimentation du compresseur électrochimique est diminuée.
  • Grâce à ces dispositions, la présente invention est plus simple techniquement et moins couteuse à l’achat et à l’usage pour la compression de l’hydrogène à des taux supérieurs à 10 et pour des débits inférieurs à 5Nm3/h. Elle permet de diminuer significativement le tampon entre l’étape de production et de compression d’hydrogène. Il y a donc également un gain conséquent de place occupée par le système. Cela est rendu possible grâce à une gestion dynamique du débit d’un compresseur électrochimique et une gestion de l’humidité du gaz parfaitement intégrée aux besoins du compresseur et à l’application pour de petites installations de production et compression d’hydrogène.
  • L’invention permet d’adapter la puissance du compresseur en fonction du débit de production de l’électrolyseur. Il est donc possible de faire fonctionner en parallèle l’électrolyseur et le compresseur de façon automatisée à un débit identique. Ceci permet de réduire d’un facteur 500 le volume tampon. Pour cela un programme est implémenté dans une carte de contrôle. Cette carte de contrôle fait varier la consigne de courant en fonction de la pression entre l’électrolyseur et le compresseur. Le compresseur est capable d’atteindre son débit nominal en quelques secondes, il sera donc capable de suivre la production de l’électrolyseur dans ces phases de démarrage et d’arrêt.
  • La valeur du courant d’alimentation du compresseur électrochimique évolue de manière proportionnelle à la différence entre la pression mesurée et la pression cible. Plus l’écart de pression est important, plus la consigne de courant augmente pour atteindre la pression cible.
  • La valeur du courant d’alimentation du compresseur électrochimique évolue de manière proportionnelle par rapport à la différence de pression entre celle-ci et la valeur cible. Plus la différence de pression est importante, plus la consigne de courant va diminuer jusqu’à atteindre l’arrêt complet du compresseur.
  • L’invention est avantageusement mise en œuvre selon les modes de réalisation et les variantes exposées ci-après, lesquelles sont à considérer individuellement ou selon toute combinaison techniquement opérante.
  • Dans un mode de réalisation, il comporte en outre une étape d’humidification de l’hydrogène par un humidificateur pour que l’hydrogène produit à l’étape a) comporte une humidité relative comprise entre 80% et 99%.
  • Le fait d’utiliser un compresseur électrochimique entraine que l’hydrogène entrant doit être quasi saturé en eau (80-99% RH) pour assurer le bon fonctionnement du compresseur. Cette condition n’est pas remplie si l’hydrogène provient directement d’un électrolyseur, ni d’un réservoir de stockage standard.
  • L’humidité relative donne le pourcentage de saturation du gaz en eau. Cette humidité est variable en fonction de la pression et de la température
  • Dans un mode de réalisation, lors de l’étape de correction la valeur de pression cible est régulé par un régulateur de type proportionnel intégral ou proportionnel intégral dérivé.
  • Dans un mode de réalisation, lors de l’étape de correction la valeur de pression cible utilise les données d’au moins l’un des capteurs suivants : un capteur de pression et un capteur de température.
  • Dans un mode de réalisation, lors de l’étape de correction le capteur de pression est positionné entre l’électrolyseur et le compresseur électrochimique sur l’humidificateur. Ainsi, le capteur peut donc être positionné avant dedans ou après l’humidificateur.
  • Dans un mode de réalisation, lors de l’étape d’humidification, l’humidificateur comporte un volume tampon inférieur à 500ml.
  • Le volume tampon est dans l’humidificateur. Il est situé entre l’électrolyseur et le compresseur. Le volume tampon a donc la double fonction d’humidification et de volume tampon.
  • C’est un avantage qui nous permet de ne pas installer de réservoir supplémentaire, en utilisant le réservoir de l’humidificateur.
    •  Brève description des figures
  • D’autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortent de la description qui suit faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, en regard des dessins annexés, dans lesquels :
  • La représente sous forme de logigramme des étapes mises en œuvre dans un mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention.
  • La représente sous forme de logigramme des étapes mises en œuvre dans un autre mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention.
    •
  • La présente invention concerne les installations permettant un contrôle de l’humidité du gaz fonctionnant à des pressions supérieures à 10bar.
  • Les systèmes précédents permettent un contrôle précis du taux d’humidité dans le gaz, ils sont très onéreux et ne sont pas adapté au besoin des petites installations.
  • Il est possible d'utiliser un système de régulation d'humidité parfaitement adapté au fonctionnement dans ce type d’application et constitué d’éléments standards.
  • Gaz entrant :
  • Pour atteindre une humidité relative du gaz entrant comprise entre 80 et 100% en entrée, l’humidificateur est maintenu à une température proche de la température du gaz entrant.
  • Une température identique permet d’atteindre 100% d’humidité relative.
  • L’humidificateur doit donc être maintenu à une température inférieure de quelques degrés par rapport à la température du gaz entrant pour garder le taux d’humidité relative dans la fourchette requise (80% ≤ HR ≤ 99%).
  • Si la température de l’humidificateur est supérieure à la température du gaz entrant, il y a une apparition de condensation, ce qui peut nuire au fonctionnement global.
  • Pour se faire, le gaz entrant est régulé en température au moyen d’un thermorégulateur. La thermorégulation est effectuée au niveau de l’humidificateur à l’aide d’un tube à ailettes et d’un ventilateur.
  • La solution consiste à encapsuler l’ensemble humidificateur et gaz entrant dans le même circuit thermo régulé. Ceci permet d’éviter une consommation électrique pour le maintien en température (résistances et câbles chauffants). L’humidificateur et le tube coaxial contenant le gaz entrant participent à la dissipation de la chaleur dans le cas où le système produit une réaction exothermique nécessitant un refroidissement.
  • En conséquence, le dimensionnement du thermorégulateur est légèrement inférieur à la configuration initiale nécessaire pour une même quantité de gaz entrant.
  • La présente invention a comme objectif de garantir la saturation du gaz en humidité quelle que soit la température de fonctionnement.
  • Dans un exemple de réalisation, la présente invention s’intègre dans un procédé de régulation de l’humidité d’un gaz
  • Le procédé de régulation de l’humidité d’un gaz comporte les étapes suivantes :
    - une première étape de régulation de l’humidité d’un gaz entrant dans un humidificateur à un débit compris entre 500 NL/h et 50000NL/h, ledit humidificateur comprend les éléments suivants :
    - un réservoir humidificateur comportant une entrée et une sortie,
    - un réservoir de thermorégulation qui entoure ledit réservoir humidificateur,
    - un volume d’eau de thermorégulation contenu dans ledit réservoir de thermorégulation,
    - une pompe de circulation d’eau de thermorégulation ;
    - ledit réservoir humidificateur comporte une première matrice poreuse située au niveau du fond du réservoir humidificateur à proximité de l’entrée ;
    le gaz entrant dans l’humidificateur par l’entrée du réservoir humidificateur passe au travers de la première matrice poreuse, celle-ci crée des microbulles de gaz lui permettant une meilleure absorption de l’humidité. Cette matrice est positionnée dans un volume d’eau contenu dans le réservoir humidificateur, le gaz humidifié sort par la sortie du réservoir humidificateur et circule vers un compresseur ; le volume d’eau de thermorégulation circule dans un circuit fermé passant par le réservoir de thermorégulation, la pompe de circulation et le compresseur ;
    - une deuxième étape de séchage du gaz issu de la première étape, le gaz sortant du compresseur passe par un tube en forme de T comportant une entrée et deux sorties, l’une des sorties est à la verticale et par effet de gravité laisse s’écouler la phase liquide du gaz créant un condensat, l’autre sortie est reliée au niveau du fond d’un réservoir de dessicant ; en sortie du réservoir de dessicant le gaz séché est stocké vers un réservoir et comporte une humidité inférieure à un seuil prédéterminé.
  • Grâce à ces dispositions, le gaz entrant dans le compresseur est saturé en humidité, soit 80%≤HR≤99% et optimise son fonctionnement ; et après l’étape du sécheur, le gaz sortant est porteur d’une concentration en eau inférieure à 5ppm qui permet d’utiliser l’hydrogène dans des applications diverses.
  • Il existe d’autres avantages comme le besoin de moins refroidir par rapport à d’autre procédé, un procédé dont les conditions du gaz sortant sont assurées et respectées.
  • Le volume interne de l’humidificateur est par ailleurs utilisé comme amortisseur des variations de pression du gaz entrant, permettant ainsi la gestion simplifiée du compresseur.
  • L’humidificateur maintient un niveau d’eau optimal à l’aide d’un système de purge et de remplissage automatisé.
  • Un unique régulateur de température installé autour de l’humidificateur permet d’accorder les températures de l’humidificateur et du compresseur associé.
  • En séparant le condensat en amont du sécheur de gaz, on minimise les pertes de gaz lors des purges de ce condensat.
  • Dans un mode de réalisation, lors de la première étape, la température de l’eau de thermorégulation est assurée par un élément de thermorégulation.
  • Dans un mode de réalisation, l’élément de thermorégulation de la première étape comporte des ailettes placées autour du réservoir de thermorégulation.
  • Dans un mode de réalisation, l’élément de thermorégulation de la première étape comporte un ventilateur configuré pour assurer la circulation de l’air en contact avec les ailettes.
  • Dans un mode de réalisation, lors de la première étape, une deuxième matrice poreuse est située en partie haute du réservoir humidificateur à proximité de la sortie du réservoir de l’humidificateur, le gaz humidifié traverse la deuxième matrice poreuse avant de sortir du réservoir humidificateur. Elle est utilisée comme élément de sécurité empêchant le passage d’eau liquide.
  • Dans un mode de réalisation, lors de la première étape l’humidité relative du gaz entrant dans le compresseur est comprise entre 80% et 99%, de préférence entre 95% et 99%.
  • Dans un mode de réalisation, ledit procédé comporte une troisième étape de mise à l’arrêt pour purger le volume d’eau contenu dans le réservoir humidificateur puis le remplit d’un nouveau volume d’eau.
  • Le réservoir de l’humidificateur est utilisé comme volume tampon. Ceci permet de se passer de réservoir supplémentaire, ce qui permet des gains de place et réduction des coûts.
  • Dans un mode de réalisation, lors de la troisième étape de mise à l’arrêt, le condensat contenu dans l’une des sorties du tube en forme de T est purgé.
  • Dans un mode de réalisation, lorsque le taux d’humidité du gaz est supérieur au seuil prédéterminé, de préférence lorsqu’il dépasse le seuil de 5 ppm, ledit procédé comporte une étape d’alerte visuelle, sonore ou par un terminal indiquant la nécessité de remplacement du dessicant.
  • Ce procédé de contrôle de l'humidité permet de s'assurer d'avoir une humidité proche de 99% quelles que soit les conditions de pression et de température dans le compresseur.
  • Les électrolyseurs fonctionnent généralement à une pression comprise entre 10 et 50bar. L'utilisation de l’humidificateur présenté ci-avant permet un fonctionnement dans ces plages de pression. Il n'est donc pas nécessaire de détendre le gaz à une pression inferieure pour l'humidification. Cela permet au procédé d'avoir un rendement optimisé car la différence de pression entre l'entrée et la sortie du compresseur sera plus faible.
  • Un autre élément rend la compression électrochimique difficilement intégrable pour de petites installations. L’hydrogène comprimé doit être stocké dans des réservoirs avec un faible taux d’humidité (<5ppm). Il est donc nécessaire de sécher le gaz comprimé.
  • Aucun produit disponible sur le marché ne permet de sécher de l’hydrogène à ces plages de débits et à une pression comprise entre 500 et 1000 bar, à un taux d’humidité aussi faible. Ceci demande l’utilisation de matériaux spécifiques certifiés pour fonctionner à haute pression. Les systèmes permettant de le faire à des pressions inferieures sont onéreux par rapport aux débits de production.
  • De plus, leur utilisation entraine des pertes importantes de gaz à chaque cycle de fonctionnement.
  • L’utilisation d’un sécheur tel que présenté ci-avant propose une solution de séchage à base de composants standards, par exemple un réservoir haute pression permettant une réduction significative des couts, une simplification de la maintenance et une plus grande modularité. Les compresseurs mécaniques nécessitent un hydrogène sec pour fonctionner, l’étape de séchage est donc obligatoire dans les deux cas. Cependant le séchage est effectué en amont de la compression. Une solution de séchage simple permet une réduction d’un facteur supérieure à 10 des couts par rapport à une solution de séchage en amont de compression ou des solutions existantes de séchage en aval de compression. En effet l’augmentation de pression permet de condenser une grande partie de l’eau gazeuse présente dans le gaz. La quantité d’eau à extraire du gaz est donc moins importante après compression, ceci permet une utilisation de technologies plus abordables et simples à mettre en place.
  • La montre des étapes sous forme de logigramme des étapes mises en œuvre du procédé de la présente invention.
  • Les étapes sont les suivantes : électrolyseur, humidificateur, compresseur, sécheur, réservoirs et pile à combustible (applications possibles).
  • La montre plus particulièrement les étapes entre l’électrolyseur et le sécheur.
  • Le procédé consiste à utiliser un régulateur PID (proportionnel, intégral, dérivé). C'est un programme résident dans la carte de contrôle du compresseur qui va modifier la consigne de courant du compresseur de manière dynamique en fonction de la pression mesurée par le capteur de pression entre l'électrolyseur et le compresseur. L'objectif est de maintenir une pression fixe entre les deux équipements.
  • Un capteur de pression permet donc de connaitre la pression entre les deux appareils et de transmettre l'information à la carte de contrôle. Celle-ci va avoir comme fonction de réguler le courant d’alimentation du compresseur afin de garder la pression constante à 30bar par exemple. L’humidificateur et le sécheur sont des éléments de régulation de l’humidité moins complexes et moins chères que les solutions existantes actuellement. Elles permettent de répondre aux besoins pour de petites installations et permettent de rendre les solutions de production et compression d’hydrogène moins coûteuses.
  • Ensemble, les nouvelles solutions d’humidification, de contrôle du débit dynamique du compresseur, la technologie de compression et le séchage permettent de proposer un produit significativement moins cher que ce qui existe actuellement sur le marché. La simplification de l’assemblage et de la gestion permet également une réduction du temps et des coûts de maintenance ainsi qu’une meilleure durée de vie de l’ensemble.
  • Prenons un exemple : le système fonctionne à régime nominal, l'électrolyseur et le compresseur fonctionnent donc au même débit, nous modifions la consigne de débit de l'électrolyseur pour le réduire de 100% à 90%. A ce moment, la baisse de débit de production de l'électrolyseur va entrainer une baisse de la pression entre les deux équipements car le compresseur a toujours une consigne de production de 100%. Le PID va détecter la baisse de pression et va donc envoyer la consigne de réduction de courant d’alimentation au compresseur. Cette réduction va entrainer une baisse de débit du compresseur amenant la pression intermédiaire à se stabiliser pour atteindre de nouveau 30bar. La vitesse de réaction du PID et la vitesse de stabilisation vont dépendre 1) de la capacité du compresseur à effectuer des changements de régime et 2) du volume tampon. Ce raisonnement peut être identique pour les phases de démarrage, d'arrêt et de changement de régime. Le compresseur a donc comme unique objectif de maintenir une pression constante et ce, de façon automatisée.
  • Cette solution a l'avantage d'être très simple à mettre en place et ne demande pas de matériel supplémentaire ou de modification de la conception initiale du compresseur. Elle nécessite tout de même un système d'humidification adapté.
  • La compression électrochimique est modulaire, augmenter le nombre de cellules permet d'augmenter le débit nominal du compresseur. Chaque cellule est constituée d’une membrane PEM et de deux électrodes, l’ensemble est appelé MEA (Membrane Électrode Assembly). Une cellule standard d’une surface de 150cm2 accepte généralement un débit de 20NL/h. Lors de la fabrication du compresseur, il est donc possible de choisir le débit nominal, et donc le nombre de cellules, en fonction de l'application et de la taille de l'électrolyseur. Cette flexibilité est possible avec un compresseur mécanique, mais il est nécessaire d'adapter entièrement la structure mécanique de celui-ci (taille du moteur, diamètre des pistons…).
  • L’humidificateur, lorsque le système est en fonctionnement inclus2 volumes. Le premier volume contient un volume d'eau liquide dans laquelle le gaz transite et s'humidifie au passage. Le deuxième volume contient le gaz humide. Ce volume est d'environ 300ml pour un système produisant 0,5 à 5Nm3 d'hydrogène par heure. Ce volume est suffisant pour être utilisé comme tampon dans cette solution. Il n'y a pas besoin de réservoir supplémentaire.
  • Avec une optimisation du PID et un accompagnement plus progressif du compresseur avec l'électrolyseur lors du démarrage, le volume est réduit. Cependant, celui-ci est utile pour l'humidification afin d'optimiser la séparation de la phase liquide de la phase gazeuse. En comparaison, les solutions actuelles demandent, dans ces plages de fonctionnement, un volume tampon minimal de 150L, soit un volume 500 fois supérieur.
  • L’invention est adaptée aux installations produisant moins de 10kg/j d’hydrogène. Mais elle peut également s’appliquer pour des installations de plus grande capacité.
  • L’invention permet un gain de place conséquent car elle permet une réduction significative du volume tampon. Elle permet également une réduction de la complexité de mise en œuvre car elle utilise un programme de calcul très simple. De plus elle ne nécessite pas de modification matérielle au compresseur. Celle-ci est particulièrement utile pour les fabricants de stations de production et distribution d’hydrogène pour la petite mobilité ou pour des usages industriels de l’hydrogène car elle permet de réduire la taille des installations et une réduction des coûts.
  • L’invention peut également être utilisée pour tout autre système nécessitant une production et une compression d’hydrogène. Par exemple pour un usage en milieu résidentiel où l’hydrogène vert est produit et utilisé comme vecteur permettant une autonomie énergétique. Pour cette utilisation, l’invention permet un gain de place non négligeable pour des habitations où l’espace disponible peut être limité. De plus l’intégration d’une compression silencieuse est adaptée au milieu résidentiel.
  • L’invention permet donc de résoudre un nombre important de contraintes présentes aujourd’hui sur les systèmes de production et compression d’hydrogène. Ces contraintes sont un frein au déploiement de ces solutions pour différents usages.
  • Asservissement PID :
  • La fonction de compression est assurée par contrôle de courant. L’augmentation de compression du compresseur diminue la pression entre le compresseur et l’électrolyseur. A l’inverse, la diminution de compression du compresseur augmente la pression entre le compresseur et l’électrolyseur.
  • Une fonction de régulation de pression entre l’électrolyseur et le compresseur est donc possible par asservissement du courant sur la pression mesurée.
  • La pression cherchée représente la consigne du PID.
  • L’asservissement PID est caractérisé par une régulation de 3 ordres :
    - régulation proportionnelle => rapidité à atteindre la pression consigne ;
    - régulation intégrale => erreur statique entre la pression consigne et la pression mesurée ;
    - régulation dérivée => réduction des oscillations de pression autour de la pression consigne.
  • Ces 3 ordres correspondent respectivement aux coefficients Kp, Ki, Kd.
  • Selon un exemple le procédé implémente un PID de type :
  • Avec la sortie = courant ; e = consigne – entrée
  • Cette adaptation de la production d’hydrogène en fonction du nombre d’électrolyseurs et de la puissance de compression et donc de la régulation de pression est possible grâce une évolution dynamique des coefficients Kp, Ki, kd du PID.
    •

Claims (6)

  1. Procédé de production d’hydrogène avec réglage de la puissance d’un compresseur en fonction du débit de production d’un électrolyseur, ledit procédé comporte les étapes suivantes :
    - a) électrolyser par un électrolyseur produisant de l’hydrogène avec un débit compris entre 0,5 et 5 Nm3/h à une pression de sortie comprise entre 1 et 50 bars ;
    - b) compresser de l’hydrogène issu de l’étape a) par un compresseur électrochimique ;
    caractérisé en ce qu’il comporte en outre une étape de correction du courant d’alimentation du compresseur électrochimique par rapport à une valeur de pression cible ; et dans lequel l’étape de correction comporte une sous-étape de modification de ladite valeur de pression cible :
    - dès lors que la pression de sortie de l’électrolyseur dépasse un seuil de pression cible, la valeur du courant d’alimentation du compresseur électrochimique est augmentée ;
    - dès lors que la pression de sortie de l’électrolyseur est en dessous d’un seuil de pression de sortie de l’électrolyseur, la valeur du courant d’alimentation du compresseur électrochimique est diminuée.
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel il comporte en outre une étape d’humidification de l’hydrogène par un humidificateur pour que l’hydrogène produit à l’étape a) comporte une humidité relative comprise entre 80% et 99%.
  3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lors de l’étape de correction la valeur de pression cible est régulé par un régulateur de type proportionnel intégral ou proportionnel intégral dérivé.
  4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lors de l’étape de correction la valeur de pression cible utilise les données d’au moins l’un des capteurs suivants : un capteur de pression et un capteur de température.
  5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel lors de l’étape de correction le capteur de pression est positionné entre l’électrolyseur et le compresseur électrochimique sur l’humidificateur.
  6. Procédé selon la revendication 2, dans lequel lors de l’étape d’humidification, l’humidificateur comporte un volume tampon inférieur à 500ml.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8282811B2 (en) * 2001-08-29 2012-10-09 Giner Electrochemical Systems, Llc Method and system for producing high-pressure hydrogen
JP2019183259A (ja) * 2018-04-04 2019-10-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 水素供給システム
CN113366152B (zh) * 2019-12-24 2025-03-07 松下知识产权经营株式会社 电化学式氢泵及其控制方法

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