FR2658181A1 - Regenerable reactive fluid for energy storage, and plant for the production and use of hydrogen using such a fluid - Google Patents

Regenerable reactive fluid for energy storage, and plant for the production and use of hydrogen using such a fluid Download PDF

Info

Publication number
FR2658181A1
FR2658181A1 FR9001828A FR9001828A FR2658181A1 FR 2658181 A1 FR2658181 A1 FR 2658181A1 FR 9001828 A FR9001828 A FR 9001828A FR 9001828 A FR9001828 A FR 9001828A FR 2658181 A1 FR2658181 A1 FR 2658181A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
regenerable
hydrogen
reactive fluid
sep
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR9001828A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2658181B1 (en
Inventor
Antonini Gerard
Francois Olivier
Guillemard Philippe
Mourey Sylvie
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.)
FEDERATION NATIONALE BATIMENT
Original Assignee
FEDERATION NATIONALE BATIMENT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FEDERATION NATIONALE BATIMENT filed Critical FEDERATION NATIONALE BATIMENT
Priority to FR9001828A priority Critical patent/FR2658181B1/en
Publication of FR2658181A1 publication Critical patent/FR2658181A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2658181B1 publication Critical patent/FR2658181B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/06Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents
    • C01B3/08Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents with metals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/003Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using thermochemical reactions
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • Y02P20/129Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

The invention relates to a regenerable reactive fluid for energy storage, and to a plant for the production and use of hydrogen using such a regenerable reactive fluid. According to an essential characteristic of the invention, this fluid consists of a suspension of a metal powder in water, the said powder being obtained from at least one metal taken from the group consisting of aluminium, magnesium, zinc and iron, with addition of at least one adjuvant which promotes the sedimentary and/or chemical stability of the said suspension with time, the said fluid thus being capable of releasing energy in the form of heat and hydrogen at the time of the initiation of a decomposition reaction of water by the said metal. The associated plant contains a hydrogen generator (100) comprising at least one reactor (101, 102), having an inlet (110) for continuously supplying with the regenerable reactive fluid and surmounted by a cooling element (120) at the outlet of which the hydrogen can be recovered, and preferably also a unit for the catalytic combustion of the hydrogen (130), and a recovery or condensation heat exchanger (140). Application especially to any use using hydrogen as chemical and energetic vector (carrier), and in particular to the production of a chemical boiler.

Description

La présente invention concerne le domaine du stockage d'énergie, et plus particulièrement celui des fluides réactifs régénérables permettant de stocker de l'énergie et de libérer cette énergie au moins sous forme de chaleur, et de préférence aussi sous forme d'hydrogène. The present invention relates to the field of energy storage, and more particularly that of regenerable reactive fluids for storing energy and releasing this energy at least in the form of heat, and preferably also in the form of hydrogen.

Au-delà des techniques anciennes de stockage de chaleur sensible (par exemple utilisant des graviers), ou des techniques plus récentes de stockage de chaleur latente (par exemple utilisant des matériaux à changement de phase ou MCP, ou encore certains composés minéraux ou organiques particuliers), on s'est intéressé à des techniques de stockage thermochimique de l'énergie utilisant des réactions chimiques endo et exothermiques qui soient réversibles ou renversables. Ce type de stockage permet d'utiliser des composés chimiques en tant que stockeurs d'énergie à froid. Beyond the old techniques of sensible heat storage (for example using gravel), or more recent techniques of latent heat storage (for example using phase change materials or PCM, or certain specific mineral or organic compounds ), we investigated thermochemical energy storage techniques using endo and exothermic chemical reactions that are reversible or reversible. This type of storage makes it possible to use chemical compounds as cold storage energy.

On a ainsi proposé d'utiliser par exemple l'oxyde de calcium ou l'oxyde de magnésium. Ces deux produits conduisent, par hydratation, à l'hydroxyde correspondant avec utilisation de chaleur, la régénération étant assurée par décomposition de l'hydroxyde en oxyde dans une phase ultérieure. It has thus been proposed to use, for example, calcium oxide or magnesium oxide. These two products lead, by hydration, to the corresponding hydroxide with use of heat, the regeneration being ensured by decomposition of the oxide hydroxide in a subsequent phase.

L'oxyde de calcium utilisé, sous forme de poudre ou de granulés disposés dans de l'eau, peut par exemple permettre d'obtenir une production de chaleur de l'ordre de 1,25 MJ par kg d'oxyde de calcium. Calcium oxide used, in the form of powder or granules arranged in water, may for example allow to obtain a heat production of the order of 1.25 MJ per kg of calcium oxide.

Ce type de technique, outre sa limitation à la production de chaleur, offre des résultats qui restent médiocres, essentiellement en raison de la mauvaise conduction thermique de l'oxyde de calcium qui se présente toujours sous la forme d'un solide divisé. This type of technique, besides its limitation to the production of heat, offers results that remain mediocre, mainly because of the poor heat conduction of the calcium oxide which is always in the form of a divided solid.

De ce fait, il apparaît particulièrement séduisant d'utiliser des fluides réactifs régénérables à base de métaux, car la densité de stockage en J/kg peut atteindre des valeurs élevées, notamment en rejoignant le niveau de densité de stockage du fuel domestique, lequel n'est cependant pas régénérable.  As a result, it is particularly attractive to use metal-based regenerable reactive fluids, because the storage density in J / kg can reach high values, in particular by reaching the storage density level of the domestic fuel, which However, it is not regenerable.

On s'oriente de plus en plus vers une utilisation de l'hydrogène, à la fois comme vecteur chimique et énergétique, car il présente un fort contenu énergétique, et il constitue de plus un carburant "propre" (absence totale de produits polluants à la combustion), contrairement aux hydrocarbures dont la combustion génère un dégagement d'imbrûlés toxiques et de gaz carbonique. There is a growing trend towards the use of hydrogen, both as a chemical and energetic vector, because it has a high energy content, and it is also a "clean" fuel (total absence of pollutants to combustion), unlike hydrocarbons whose combustion generates a release of unburnt toxic and carbon dioxide.

Le stockage d'hydrogène à l'état gazeux (ou plus rarement liquide, comme c'est par exemple le cas dans le domaine aérospatial) présente des inconvénients (risques d'explosion, et poids des bouteilles de stockage si l'on veut éviter un stockage souterrain sous pression), ce qui a amené à étudier l'utilisation d'hydrures métalliques pour stocker l'hydro- gène sous forme adsorbée. Cependant, les hydrures métalliques sont encore très onéreux, et leur utilisation reste encore difficile à maîtriser. The storage of hydrogen in the gaseous state (or more rarely liquid, as is the case, for example, in the aerospace field) has drawbacks (risks of explosion, and weight of the storage bottles if we want to avoid underground storage under pressure), which led to study the use of metal hydrides to store the hydrogen in adsorbed form. However, metal hydrides are still very expensive, and their use is still difficult to control.

L'état de la technique est également illustré par le brevet français N" 2 288 548, dans lequel est décrit un réacteur pour carburation de synthèse à production d'hydrogène, dans lequel il est prévu de décomposer dans de l'eau additionnée de soude caustique, de l'aluminium qui en foisonnant dégage de l'hydrogène pur, avec bouillonnement du liquide, selon une réaction d'oxydo-réduction de l'eau. The state of the art is also illustrated by French Patent No. 2,288,548, in which there is described a reactor for hydrogen production synthesis carburation, in which it is intended to decompose in water containing sodium hydroxide. caustic, aluminum which abounds releases pure hydrogen, with bubbling of the liquid, according to an oxidation-reduction reaction of water.

Un tel système est en réalité difficilement exploitable. Such a system is actually difficult to exploit.

En effet, l'alimentation du réacteur est totalement discontinue, et il est de ce fait difficile de la contrôler : les figures du brevet précité illustrent bien le mode d'alimentation gravimétrique utilise, s'effectuant par déversement d'éléments d'aluminium (en barres, en feuilles, en poudre, ou en déchets) en partie supérieure du réacteur alors ouvert. De ce fait, outre la difficulté de préserver l'herméticité du réacteur et la nécessité d'une intervention humaine, le débit d'hydrogène reste totalement aléatoire. Indeed, the supply of the reactor is completely discontinuous, and it is therefore difficult to control: the figures of the aforementioned patent illustrate the gravimetric feed mode used, being effected by spilling aluminum elements ( in bars, sheets, powder, or waste) in the upper part of the reactor then open. Therefore, in addition to the difficulty of preserving the hermetic integrity of the reactor and the need for human intervention, the flow rate of hydrogen remains completely random.

L'état de la technique peut être encore complété par la demande de brevet japonais N" 63-89401, dans lequel est décrit un système de production d'hydrogène en continu. Ce système comporte une cuve contenant de l'eau, dans laquelle sont disposés des plateaux inclinés. En haut de la cuve est prévue une trémie d'alimentation en poudre d'aluminium, cette poudre tombant ainsi sur les plateaux inclinés successifs : l'hydrogène barbote dans une solution aqueuse de soude, et se dégage en remontant à contre-courant dans le milieu liquide-solide. The state of the art can be further supplemented by Japanese Patent Application No. 63-89401, in which a continuous hydrogen production system is described which comprises a vessel containing water, in which At the top of the tank is provided a feed hopper of aluminum powder, this powder thus falling on the successive inclined trays: the hydrogen is bubbled in an aqueous solution of soda, and emerges back to countercurrent in the liquid-solid medium.

Un tel système est également difficile à exploiter dans la pratique : outre le débit aléatoire d'hydrogène, dû à l'alimentation gravimétrique discontinue en poudre d'aluminium, et la difficulté de maintenir l'herméticité de la cuve (du fait de l'alimentation sous forme solide laissant subsister une porosité intersticielle compliquant la maîtrise de l'étanchéité du système d'alimentation, et de ce fait de l'ensemble de l'installation), inconvénients déjà notés pour le système précédent, il convient d'ajouter la nécessité de prévoir une cuve de grandes dimensions en raison de l'hétérogénéité de la phase qu'il contient, ainsi que les risques d'encrassement des plateaux inclinés. De plus, l'installation comporte nécessairement un stockage intermédiaire d'hydrogène pour tenter de réguler le débit d'alimentation en hydrogène, ce qui pose problème pour la sécurité de l'environnement.Finalement, ce système est en réalité limité à une application en laboratoire, mais reste en fait impraticable de façon industrielle. Such a system is also difficult to exploit in practice: in addition to the random flow of hydrogen, due to the discontinuous gravimetric feed in aluminum powder, and the difficulty of maintaining the hermetic integrity of the tank (because of the feeding in solid form leaving an interstitial porosity complicating the control of the tightness of the supply system, and therefore of the entire installation), drawbacks already noted for the previous system, should be added the need to provide a tank large because of the heterogeneity of the phase it contains, as well as the risk of fouling inclined trays. In addition, the installation necessarily includes an intermediate storage of hydrogen to try to regulate the hydrogen supply flow rate, which poses a problem for the safety of the environment. Finally, this system is actually limited to an application in laboratory, but remains in fact impracticable industrially.

L'invention a pour objet de concevoir un fluide réactif régénérable plus performant, permettant un stockage aisé et sûr d'hydrogène sous la forme d'un fluide, et qui soit à la fois stable dans le temps (stabilité chimique et sédimentative), tout en présentant une densité énergétique très élevée. The object of the invention is to design a more efficient regenerable reactive fluid, allowing an easy and safe storage of hydrogen in the form of a fluid, and which is at the same time stable over time (chemical and sedimentative stability), all by having a very high energy density.

L'invention a aussi pour objet de proposer un fluide réactif régénérable dont la viscosité soit compatible avec son transport et son pompage par des méthodes conventionnelles, et dont la formulation soit définissable avec une précision suffisamment élevée pour pouvoir contrôler le débit d'hydrogène, de façon à ne produire de l'hydrogène qu'à la demande, sans nécessité de prévoir un stockage intermédiaire. The object of the invention is also to propose a regenerable reactive fluid whose viscosity is compatible with its transport and its pumping by conventional methods, and the formulation of which can be defined with a sufficiently high precision to be able to control the flow of hydrogen, to produce hydrogen only on demand, without the need for intermediate storage.

L'invention a encore pour objet de proposer un fluide réactif régénérable dont la composition puisse être déterminée en fonction du type d'application concernée, selon qu'on s'intéresse avant tout à la chaleur ou au volume d'hydrogène que l'on cherche à obtenir, et aussi en fonction des températures de stockage concernées.  The object of the invention is also to propose a regenerable reactive fluid whose composition can be determined according to the type of application concerned, depending on whether one is primarily interested in the heat or the volume of hydrogen that one seeks to obtain, and also according to the storage temperatures concerned.

L'invention a également pour objet de proposer une installation de production et d'utilisation d'hydrogène mettant en oeuvre un fluide réactif régénérable du type précité, qui puisse être alimentée en continu en fluide réactif régénérable, tout en restant de structure simple et compatible avec des applications très diverses, aussi bien directes (piles à combustible, moteurs, réactifs chimiques), qu'indirectes (avec une combustion de l'hydrogène produit, notamment pour le chauffage domestique, en permettant ainsi la réalisation d'une véritable "chaudière chimique"). Another object of the invention is to provide a plant for the production and use of hydrogen employing a regenerable reactive fluid of the aforementioned type, which can be fed continuously with regenerable reactive fluid, while remaining of simple and compatible structure. with very diverse applications, both direct (fuel cells, engines, chemical reagents), and indirect (with a combustion of hydrogen produced, especially for domestic heating, thus allowing the realization of a real "boiler chemical").

L'invention a aussi pour objet de réaliser une telle installation apte à une alimentation et un soutirage en continu, sans nécessiter une quelconque intervention humaine, dont le rendement soit élevé, et dont le fonctionnement soit à la fois souple et aisément contrôlable. Another object of the invention is to provide such an installation capable of continuous supply and withdrawal, without requiring any human intervention, whose efficiency is high, and whose operation is both flexible and easily controllable.

I1 s'agit plus particulièrement d'un fluide réactif régénérable de stockage d'énergie, caractérisé par le fait qu'il est constitué par une suspension de poudre métallique dans l'eau, ladite poudre étant obtenue à partir d'au moins un métal pris dans le groupe constitué par l'aluminium, le magnésium, le zinc, et le fer, avec addition d'au moins un adjuvant favorisant la stabilité sédimentative et/ou chimique de ladite suspension dans le temps, ledit fluide réactif régénérable étant ainsi susceptible de libérer de l'énergie sous forme de chaleur et d'hydrogène lors de l'initiation d'une réaction de décomposition de l'eau par ledit métal. It is more particularly a regenerable reactive fluid energy storage, characterized in that it consists of a suspension of metal powder in water, said powder being obtained from at least one metal taken from the group consisting of aluminum, magnesium, zinc, and iron, with addition of at least one adjuvant promoting the sedimentative and / or chemical stability of said suspension over time, said regenerable reactive fluid being thus susceptible to release energy in the form of heat and hydrogen upon initiation of a reaction of decomposition of water by said metal.

Plus particulièrement, la poudre métallique est une poudre atomisée dont la granulométrie moyenne est de l'ordre de 10 à 30 um.  More particularly, the metal powder is an atomized powder whose average particle size is of the order of 10 to 30 μm.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le fluide réactif régénérable comporte au moins un adjuvant constitué par un polymère dérivé de la cellulose ; en particulier, l'adjuvant utilisé est constitué par une carboxyméthyl-cellulose (CMC), ou encore est constitué par une hydroxyéthyl-cellulose (HEC). According to a particularly advantageous embodiment, the regenerable reactive fluid comprises at least one adjuvant constituted by a polymer derived from cellulose; in particular, the adjuvant used is constituted by a carboxymethyl cellulose (CMC), or is constituted by a hydroxyethyl cellulose (HEC).

En variante, le fluide réactif régénérable comporte un adjuvant constitué par une carboxyméthyl-cellulose (CMC) et un adjuvant constitué par une hydroxyéthyl-cellulose (HEC).  Alternatively, the regeneratable reactive fluid comprises a carboxymethyl cellulose (CMC) adjuvant and a hydroxyethyl cellulose (HEC) adjuvant.

Pour certaines applications, il est intéressant de prévoir que le fluide réactif régénérable comporte également un additif améliorant la tenue de la suspension vis-à-vis des micro-organismes, tel que le formol, et/ou un additif favorisant la stabilité chimique de la suspension, tel que le silicate de sodium. For some applications, it is advantageous to provide that the regenerable reactive fluid also comprises an additive improving the resistance of the suspension to microorganisms, such as formalin, and / or an additive promoting the chemical stability of the suspension, such as sodium silicate.

Avantageusement, les teneurs en poudre métallique et en adjuvants ou additifs sont choisies pour que la viscosité dudit fluide soit compatible avec son transport et son pompage, en étant par exemple au plus égale à 8 Pa.s, et de préférence comprise entre 3 et 6 Pa.s. Advantageously, the contents of metal powder and adjuvants or additives are chosen so that the viscosity of said fluid is compatible with its transport and its pumping, for example being at most equal to 8 Pa.s, and preferably between 3 and 6. Not.

Selon un mode de réalisation préféré, la poudre métallique est une poudre d'aluminium, et les masses d'aluminium et d'eau sont dans un rapport compris entre 0,45 et 0,6, et de préférence voisin de 0,5. According to a preferred embodiment, the metal powder is an aluminum powder, and the aluminum and water masses are in a ratio of between 0.45 and 0.6, and preferably close to 0.5.

Conformément à une formulation avantageuse, le fluide réactif régénérable comporte des adjuvants ou additifs dont les pourcentages massiques approchés se répartissent en 2 % de silicate de sodium et 1,7 à 1,9 % d'hydroxyéthyl-cellulose (HEC), avec en outre une solution saline permettant d'abaisser sensiblement le point de congélation dudit fluide en vue d'un stockage extérieur de celui-ci, en particulier une solution saline telle que le rapport massique NaCl / H20 soit compris entre 0,19 et 0,23. According to an advantageous formulation, the regenerable reactive fluid comprises adjuvants or additives whose approximate mass percentages are divided into 2% of sodium silicate and 1.7 to 1.9% of hydroxyethyl cellulose (HEC), with the addition of a saline solution for substantially lowering the freezing point of said fluid for external storage thereof, in particular a saline solution such that the mass ratio NaCl / H 2 O is between 0.19 and 0.23.

En variante, le fluide réactif régénérable comporte des adjuvants ou additifs dont les pourcentages massiques approchés se répartissent en 1 % de formol, 2 % de silicate de sodium, et 1,6 à 2 % d'hydroxyéthyl-cellulose (HEC). Alternatively, the regenerable reactive fluid comprises adjuvants or additives whose approximate mass percentages are divided into 1% formalin, 2% sodium silicate, and 1.6 to 2% hydroxyethyl cellulose (HEC).

Selon une autre variante, le fluide réactif régénérable comporte des adjuvants ou additifs dont les pourcentages massiques approchés se répartissent en 1 % de formol, 2 % de silicate de sodium, 0,5 à 1 % d'hydroxyéthyl-cellulose (HEC), et 2,3 à 2,6 % de carboxyméthylcellulose (CMC).  According to another variant, the regenerable reactive fluid comprises adjuvants or additives whose approximate mass percentages are divided into 1% formalin, 2% sodium silicate, 0.5 to 1% hydroxyethyl cellulose (HEC), and 2.3 to 2.6% carboxymethylcellulose (CMC).

Selon encore une autre variante, le fluide réactif régénérable comporte des adjuvants ou additifs dont les pourcentages massiques approchés se répartissent en 1 % de formol, 2 % de silicate de sodium, 0,5 à 1 % d'hydroxyéthyl-cellulose (HEC), et 2,8 à 3,2 % de carboxyméthylcellulose (CMC).  According to another variant, the regenerable reactive fluid comprises adjuvants or additives whose approximate mass percentages are divided into 1% formalin, 2% sodium silicate, 0.5 to 1% hydroxyethyl cellulose (HEC), and 2.8 to 3.2% carboxymethylcellulose (CMC).

L'invention concerne également une installation de production et d'utilisation d'hydrogène mettant en oeuvre un fluide réactif régénérable comportant l'une au moins des caractéristiques précitées, cette installation étant caractérisée par le fait qu'elle comporte un générateur d'hydrogène comprenant au moins un réacteur hermétiquement clos et de type parfaitement agité, présentant une entrée d'alimentation en continu en fluide réactif régénérable et surmonté d'un élément réfrigérant à la sortie duquel l'hydrogène peut être récupéré. L'alimentation en métal étant obtenue par un fluide continu, l'étanchéité est alors aisément contrôlable, ce qui n'était pas le cas pour les techniques connues. The invention also relates to an installation for the production and use of hydrogen employing a regenerable reactive fluid comprising at least one of the abovementioned characteristics, this installation being characterized in that it comprises a hydrogen generator comprising at least one hermetically sealed reactor of perfectly agitated type, having a continuous feed inlet regenerable reactive fluid and surmounted by a cooling element at the output of which the hydrogen can be recovered. As the metal supply is obtained by a continuous fluid, the seal is then easily controllable, which was not the case for the known techniques.

Selon un mode de réalisation particulier dans lequel l'installation précitée est utilisable comme chaudière chimique, cette installation est remarquable en ce qu'elle comporte en outre une unité de combustion de l'hydrogène et, en aval de celle-ci, un échangeur de chaleur. According to a particular embodiment in which the aforementioned installation is usable as a chemical boiler, this installation is remarkable in that it further comprises a hydrogen combustion unit and, downstream thereof, a heat exchanger. heat.

De préférence, l'unité de combustion est un réacteur catalytique de type classique, par exemple un lit fixe de billes ou un bloc de monolithe imprégné de catalyseur, permettant de valoriser l'hydrogène par combustion catalytique ; en particulier, le réacteur catalytique est relié à la sortie de l'élément réfrigérant par l'intermédiaire d'un module de filtration permettant d'arrêter les fines particules entraînées, d'un clapet anti-retour, et d'un venturi-mélangeur permettant de diluer l'hydrogène aspiré dans de l'air comprimé. Preferably, the combustion unit is a catalytic reactor of conventional type, for example a fixed bed of beads or a block of monolith impregnated with catalyst, making it possible to recover hydrogen by catalytic combustion; in particular, the catalytic reactor is connected to the outlet of the cooling element via a filtration module for stopping the fine particles entrained, a non-return valve, and a venturi-mixer allowing the diluted hydrogen to be diluted in compressed air.

De préférence également, l'échangeur de chaleur est un échangeur de type classique, soit direct (colonne à bulles), soit indirect (à condensation), permettant une meilleure valorisation des gaz de combustion. Also preferably, the heat exchanger is a conventional type of exchanger, either direct (bubble column) or indirect (condensing), allowing a better recovery of the combustion gases.

I1 est en outre intéressant que l'installation précitée comporte également une unité supplémentaire de récupération de chaleur utilisant la suspension métal-eau résultant de la réaction de décomposition de l'eau, ladite unité supplémentaire comportant un échangeur de type classique, par exemple un échangeur cylindrique coaxial.  It is furthermore interesting that the above-mentioned plant also comprises an additional heat recovery unit using the metal-water suspension resulting from the water decomposition reaction, said additional unit comprising a conventional type exchanger, for example an exchanger. cylindrical coaxial.

Dans ce cas, il est avantageux que l'échangeur de l'unité supplémentaire soit relié au réacteur ou à l'un au moins des réacteurs du générateur d'hydrogène par l'intermédiaire d'un module de précipitationfiltration, la canalisation d'eau traversant ledit échangeur étant reliée à l'entrée de l'échangeur de chaleur prévu en aval de l'unité de combustion pour permettre ainsi un préchauffage d'une partie du fluide primaire dudit échangeur de l'unité supplémentaire ; en particulier, un venturi à émulsion est prévu en amont de l'échangeur de chaleur prévu en aval de l'unité de combustion, auquel arrive la canalisation d'eau traversant l'échangeur de l'unité supplémentaire, une pompe de recirculation étant en outre prévue, de préférence en amont dudit venturi à émulsion. In this case, it is advantageous for the exchanger of the additional unit to be connected to the reactor or to at least one of the reactors of the hydrogen generator via a precipitation / filtration module, the water pipe passing through said exchanger being connected to the inlet of the heat exchanger provided downstream of the combustion unit to thereby allow a preheating of a portion of the primary fluid of said exchanger of the additional unit; in particular, an emulsion venturi is provided upstream of the heat exchanger provided downstream of the combustion unit, to which the water pipe passing through the exchanger of the additional unit arrives, a recirculation pump being in further provided, preferably upstream of said emulsion venturi.

Il est également intéressant, pour une installation dans laquelle le fluide réactif régénérable est constitué par une suspension de poudre d'aluminium dans l'eau, que cette installation comporte un premier réacteur comportant inférieurement une entrée d'alimentation en continu en fluide réactif régénérable et une entrée supplémentaire d'alimentation en soude, et un deuxième réacteur en série avec ledit premier réacteur et présentant inférieurement une sortie de soutirage en continu des produits de la réaction. It is also interesting, for an installation in which the regenerable reactive fluid is constituted by a suspension of aluminum powder in the water, that this installation comprises a first reactor comprising inferiorly a continuous feed inlet regenerable reactive fluid and an additional sodium feed inlet, and a second reactor in series with said first reactor and having a lower continuous withdrawal outlet of the products of the reaction.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre et de la figure unique du dessin annexé, concernant un mode particulier de réalisation d'une installation de production et d'utilisation d'hydrogène, mettant en oeuvre un fluide réactif régénérable conforme à l'invention. Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly in the light of the following description and of the single figure of the appended drawing, relating to a particular embodiment of a plant for the production and use of hydrogen. , using a regenerable reactive fluid according to the invention.

Ainsi que cela a été indiqué plus haut, le fluide réactif régénérable est constitué, conformément à une caractéristique essentielle de l'invention, par une suspension de poudre métallique dans l'eau, ladite poudre étant obtenue à partir d'au moins un métal pris dans le groupe constitué par l'aluminium, le magnésium, le zinc et le fer, avec addition d'au moins un adjuvant favorisant la stabilité sédimentative et/ou chimique de ladite suspension dans le temps, de façon que ce fluide réactif régénérable soit ainsi susceptible de libérer l'énergie sous forme de chaleur et d'hydrogène lors de l'initiation d'une réaction de décomposition de l'eau par ledit métal.  As has been indicated above, the regenerable reactive fluid is constituted, according to an essential characteristic of the invention, by a suspension of metal powder in water, said powder being obtained from at least one metal taken in the group consisting of aluminum, magnesium, zinc and iron, with addition of at least one adjuvant promoting the sedimentative and / or chemical stability of said suspension over time, so that this regenerable reactive fluid is thus capable of releasing energy in the form of heat and hydrogen during the initiation of a reaction of decomposition of water by said metal.

Bien qu'il puisse être envisagé, dans certains cas particuliers, d'utiliser des mélanges ou alliages réalisés à partir de plusieurs métaux du groupe précité, on retiendra en général un seul métal pour constituer la poudre en suspens ion dans l'eau. Although it may be envisaged, in some particular cases, to use mixtures or alloys made from several metals of the above-mentioned group, a single metal will generally be used to constitute the suspended powder in water.

Le choix du métal sera en général guidé par le type d'application concerné, selon qu'on s'intéresse avant tout à la chaleur récupérable ou au volume d'hydrogène que l'on cherche à obtenir, mais aussi par le type d'infrastructure industrielle disponible. The choice of the metal will generally be guided by the type of application concerned, depending on whether one is primarily interested in the recoverable heat or the volume of hydrogen that one seeks to obtain, but also by the type of industrial infrastructure available.

En théorie, il serait possible d'envisager tout métal M dont le potentiel électrochimique est inférieur à celui de l'hydrogène, de façon à obtenir une décomposition de l'eau conduisant à la production d'hydrogène, selon la réaction M + n H2 O --r M (OH) n + n/2 H2. En fait, pour des raisons pratiques de mise en oeuvre, il a semblé préférable de se limiter au groupe de métaux précité. In theory, it would be possible to consider any metal M whose electrochemical potential is lower than that of hydrogen, so as to obtain a decomposition of water leading to the production of hydrogen, according to the reaction M + n H2 M - OH (OH) n + n / 2H 2. In fact, for practical reasons of implementation, it seemed preferable to be limited to the aforementioned group of metals.

A ce titre, l'aluminium apparaît le métal le plus avantageux dans ce groupe de métaux. As such, aluminum appears to be the most advantageous metal in this group of metals.

En effet, l'aluminium est un métal plus réducteur que les métaux usuels (cuivre, plomb, fer, zinc). Sa valence élevée conduit à la libération de 1,5 mole d'hydrogène par mole d'aluminium. Indeed, aluminum is a more reducing metal than the usual metals (copper, lead, iron, zinc). Its high valence leads to the release of 1.5 moles of hydrogen per mole of aluminum.

L'aluminium, bien qu'étant un métal éminemment oxydable, est cependant inaltérable dans l'air à température ordinaire, parce qu'il se forme à froid, à sa surface, une couche mince (0,01 à 0,1 microns) très compacte d'alumine amorphe qui le protège d'une oxydation en profondeur. Aluminum, although an eminently oxidizable metal, is, however, unalterable in the air at ordinary temperature, because a thin layer (0.01 to 0.1 microns) is formed cold on its surface. very compact amorphous alumina which protects it from deep oxidation.

De plus, entre 0 et 1000C, l'eau pure n'attaque pas l'aluminium de bonne pureté. I1 y a simplement augmentation de l'épaisseur de la couche d'oxyde.In addition, between 0 and 1000C, pure water does not attack the aluminum of good purity. There is simply an increase in the thickness of the oxide layer.

L'alumine joue le rôle d'une couche protectrice, préservant ainsi l'aluminium de toute oxydation lors de son intégration au fluide réactif régénérab le.Alumina acts as a protective layer, thus preserving the aluminum from any oxidation during its integration with the regenerative reactive fluid.

L'aluminium réagit en présence de soude, car la soude dissout la couche protectrice d'alumine et permet l'attaque de l'aluminium. La réaction libère de l'énergie sous forme de chaleur et d'hydrogène. Aluminum reacts in the presence of soda because the soda dissolves the protective layer of alumina and allows the attack of aluminum. The reaction releases energy in the form of heat and hydrogen.

L'aluminium après réaction se trouve sous forme d'hydroxyde.The aluminum after reaction is in the form of hydroxide.

Globalement l'aluminium réagit sur l'eau selon la réaction
Al + 3H2O NaOfl Al(OH)3 + 3/2 H2 + 480,6 KJ/Mol
L'énergie est libérée lors de la réaction sous forme de chaleur pour 52 %, et sous forme d'hydrogène pour 48 %. Pour un pourcentage massique en aluminium de 31,4 dans le fluide réactif régénérable, et sachant que la chaleur de combustion de l'hydrogène est de 295,5 KJ/Mol, l'énergie disponible est de 10,74 MJ par kg de fluide réactif régénérable (5,59 MJ sous forme de chaleur et 5, 15 MJ sous forme d'hydrogène).On peut noter que le pouvoir calorifique équivalent est de 92,3 MJ par litre d'aluminium brut et 44,4 MJ par litre d'aluminium en poudre, soit encore 34,2 MJ par kg d'aluminium en poudre, contre 41,8 MJ/kg pour le fuel domestique.
Overall aluminum reacts on water according to reaction
Al + 3H2O NaOfl Al (OH) 3 + 3/2 H2 + 480.6 KJ / Mol
The energy is released during the reaction in the form of heat for 52%, and in the form of hydrogen for 48%. For an aluminum mass percentage of 31.4 in the regenerable reactive fluid, and knowing that the heat of combustion of hydrogen is 295.5 KJ / Mol, the available energy is 10.74 MJ per kg of fluid regenerable reagent (5.59 MJ in the form of heat and 5.15 MJ in the form of hydrogen). It may be noted that the equivalent heating value is 92.3 MJ per liter of crude aluminum and 44.4 MJ per liter powdered aluminum, still 34.2 MJ per kg of aluminum powder, against 41.8 MJ / kg for heating oil.

L'hydroxyde d'aluminium obtenu après réaction est un produit solide qui peut être reconverti en aluminium, en suivant les procédés traditionnels de l'industrie de l'aluminium (calcination, électrolyse, ...). The aluminum hydroxide obtained after reaction is a solid product that can be reconverted into aluminum, following the traditional processes of the aluminum industry (calcination, electrolysis, etc.).

Dans la pratique, on choisira de préférence une suspension de poudre atomisée d'aluminium telle que les masses d'aluminium et d'eau sont dans un rapport compris entre 0,45 et 0,6, par exemple voisin de 0,5. In practice, a suspension of atomized aluminum powder will preferably be chosen such that the aluminum and water masses are in a ratio of between 0.45 and 0.6, for example close to 0.5.

La granulométrie moyenne de la poudre d'aluminium est de l'ordre de 10 à 20 pm, en particulier voisine de 15 ijm. The average particle size of the aluminum powder is of the order of 10 to 20 μm, in particular around 15 μm.

Cette poudre d'aluminium atomisée peut être par exemple obtenue par le procédé Hall, selon lequel de l'air comprimé à très haute pression est détendu autour de l'orifice d'une buse alimentée par de l'aluminium liquide. Ce jet d'air comprimé crée le vide autour de l'orifice, ce qui a pour effet de faire monter l'aluminium et de le faire éclater en fines gouttelettes. L'aluminium pulvérisé est alors aspiré par dépression dans des cyclones. This atomized aluminum powder may for example be obtained by the Hall process, in which compressed air at very high pressure is expanded around the orifice of a nozzle fed with liquid aluminum. This jet of compressed air creates a vacuum around the orifice, which causes the aluminum to rise and burst into fine droplets. The pulverized aluminum is then aspirated by vacuum in cyclones.

Dans le cas du magnésium, aucun apport de base n'est nécessaire pour déclencher ou initier la réaction de décomposition de l'eau, mais il faut cependant prévoir des moyens de chauffage pour que l'eau dans laquelle la poudre est en suspension soit portée à une température de l'ordre de 70"C (il est en effet bien connu que la réaction ne s'initie qu'à partir d'un seuil de température). La réaction est exothermique, comme pour l'aluminium, mais on obtient un peu moins d'hydrogène et un peu plus de chaleur pour une masse donnée de suspension avec un fluide réactif régénérable de formulation stoechiométrique.  In the case of magnesium, no basic supply is necessary to trigger or initiate the decomposition reaction of water, but it must however provide heating means for the water in which the powder is suspended is carried at a temperature of the order of 70 ° C. (it is well known that the reaction is only initiated from a temperature threshold.) The reaction is exothermic, as for aluminum, but gives a little less hydrogen and a little more heat for a given mass of suspension with a regenerable reagent fluid of stoichiometric formulation.

Pour une poudre de zinc, il faut prévoir un apport de base forte (soude, potasse ...) comme pour l'aluminium. Le choix du zinc est certes bon en théorie, mais il faut reconnaître qu'il y a actuellement peu de structures existantes pour son exploitation industrielle. De plus, la stabilité sédimentative est plus délicate à contrôler qu'avec l'aluminium, de sorte qu'il s'avère nécessaire de prévoir à cet effet des moyens de brassage intermittent. La réaction est là encore exothermique, et permet en fait d'obtenir surtout de l'hydrogène pour une faible quantité de chaleur dégagée. For a zinc powder, it is necessary to provide a strong base (soda, potash ...) as for aluminum. The choice of zinc is certainly good in theory, but we must recognize that there are currently few existing structures for its industrial exploitation. In addition, the sedimentation stability is more difficult to control than with aluminum, so it is necessary to provide for this purpose intermittent stirring means. The reaction is again exothermic, and allows in fact to obtain mostly hydrogen for a small amount of heat released.

Avec une poudre de fer, les conditions du déclenchement de la réaction sont relativement sévères, puisqu'il faut prévoir la présence d'une vapeur d'eau à une température d'au moins 200"C (la réaction est, il convient de le rappeler, endothermique). De ce fait, les applications de ce type de fluide réactif régénérable seront essentiellement axées vers l'industrie intéressée par une production d'hydrogène. With an iron powder, the conditions of the initiation of the reaction are relatively severe, since the presence of a water vapor at a temperature of at least 200 ° C (the reaction is, it is appropriate to As a result, the applications of this type of regenerable reactive fluid will be essentially focused on the industry interested in producing hydrogen.

Les Tableaux I et II qui vont suivre rassemblent des données comparatives de différents types de fluides réactifs régénérables organisés selon une suspension de poudre métallique dans l'eau.  Tables I and II which follow gather comparative data of different types of regenerable reactive fluids organized according to a suspension of metal powder in water.

Le Tableau I indique, pour chaque type de métal concerné (en distinguant pour le fer deux niveaux d'oxydation FeII et FeIII distinguant pour le fer deux niveaux d'oxydation Fe et , la masse molaire M m (en kg.mol1), la densité d, la fraction massique en métal Xm d'une formulation stoechiométrique (étant entendu que la masse des adjuvants ou additifs -sur lesquels il sera revenu plus loin- n'a pas été prise en compte pour cette comparaison), et la masse volumique minimale approximative # (en kg/m3) d'une telle suspension métal-eau (là encore sans tenir compte des adjuvants ou additifs). Table I indicates, for each type of metal concerned (distinguishing for iron two FeII and FeIII oxidation levels distinguishing for iron two levels of Fe oxidation and the molar mass M m (in kg mol1), the density of the metal mass fraction Xm of a stoichiometric formulation (it being understood that the mass of adjuvants or additives - to which it will be returned later - was not taken into account for this comparison), and the density approximate minimum # (in kg / m3) of such a metal-water slurry (again without regard to adjuvants or additives).

TABLEAU I

Figure img00110001
TABLE I
Figure img00110001

<tb> Métal <SEP> Mm <SEP> d <SEP> Xm <SEP> É <SEP>
<tb> Mg <SEP> 24,31x10-3 <SEP> 1,74 <SEP> 0,403 <SEP> 1 <SEP> 208
<tb> Al <SEP> | <SEP> 26,98x10-3 <SEP> | <SEP> 2,7 <SEP> | <SEP> 0,333 <SEP> | <SEP> 1 <SEP> 265
<tb> Zn <SEP> 65,38x10-3 <SEP> 7,14 <SEP> 0,645 <SEP> 2 <SEP> 245
<tb> FeII <SEP> 0,608 <SEP> 2 <SEP> 130
<tb> <SEP> #55,85x10-3 <SEP> <SEP> #7,86
<tb> FeIII <SEP> 0,508 <SEP> 1 <SEP> 800
<tb>
Le Tableau II indique, pour chaque type de métal concerne, l'enthalpie 5 H des réactions eau-métal (en KJ.mol-1), la quantité Q de chaleur produite par kg de fluide réactif régénérable de formulation stoechiométrique (en MJ/kg), le volume H2 d'hydrogène produit par la réaction par kg de fluide réactif régénérable (en Nm3/kg, les Normaux-m3 rapportés aux conditions normales étant en effet plus parlants qu'une appréciation en moles d'hydrogène dégagé par nombre de moles de métal), et enfin le pourcentage r dû au gaz.
<tb> Metal <SEP> Mm <SEP> d <SEP> Xm <SEP> SE <SEP>
<tb> Mg <SEP> 24.31x10-3 <SEP> 1.74 <SEP> 0.403 <SEP> 1 <SEP> 208
<tb> Al <SEP> | <SEP> 26.98x10-3 <SEP> | <SEP> 2.7 <SEP> | <SEP> 0.333 <SEP> | <SEP> 1 <SEP> 265
<tb> Zn <SEP> 65.38x10-3 <SEP> 7.14 <SEP> 0.645 <SEP> 2 <SEP> 245
<tb> FeII <SEP> 0.608 <SEP> 2 <SEP> 130
<tb><SEP># 55,85x10-3 <SEP><SEP># 7,86
<tb> FeIII <SEP> 0.508 <SEP> 1 <SEP> 800
<Tb>
Table II indicates, for each type of metal concerned, the enthalpy 5 H of the water-metal reactions (in KJ.mol-1), the quantity Q of heat produced per kg of regenerable reagent fluid of stoichiometric formulation (in MJ / kg), the H2 volume of hydrogen produced by the reaction per kg of regenerable reactive fluid (in Nm3 / kg, the Normals-m3 referred to the normal conditions being in fact more telling than a rise in mol of hydrogen released by number moles of metal), and finally the percentage r due to gas.

TABLEAU II

Figure img00120001
TABLE II
Figure img00120001

<tb> Métal <SEP> | <SEP> #H <SEP> <SEP> | <SEP> Q <SEP> | <SEP> VH2 <SEP> | <SEP> r
<tb> <SEP> Mg <SEP> - <SEP> 352,6 <SEP> - <SEP> 5,84 <SEP> 0,371 <SEP> 44,7
<tb> <SEP> Al <SEP> - <SEP> 414,8 <SEP> - <SEP> 5,12 <SEP> 0,415 <SEP> 50,8
<tb> <SEP> Zn <SEP> - <SEP> 70,47 <SEP> - <SEP> 0,69 <SEP> 0,221 <SEP> 80,2
<tb> <SEP> FeII <SEP> + <SEP> 3,51 <SEP> + <SEP> 0,038 <SEP> 0,244 <SEP> 98,7
<tb> <SEP> FeIII <SEP> + <SEP> 33,27 <SEP> + <SEP> 0,30 <SEP> 0,306 <SEP> 92,2
<tb>
Ainsi que cela a été dit plus haut, le fluide réactif régénérable est une suspension de poudre métallique dans l'eau, avec addition d'au moins un adjuvant favorisant la stabilité sédimentative et/ou chimique de ladite suspension dans le temps.
<tb> Metal <SEP> | <SEP>#H<SEP><SEP> | <SEP> Q <SEP> | <SEP> VH2 <SEP> | <SEP> r
<tb><SEP> Mg <SEP> - <SEP> 352.6 <SEP> - <SEP> 5.84 <SEP> 0.371 <SEP> 44.7
<tb><SEP> Al <SEP> - <SEP> 414.8 <SEP> - <SEP> 5,12 <SEP> 0.415 <SEP> 50.8
<tb><SEP> Zn <SEP> - <SEP> 70.47 <SEP> - <SEP> 0.69 <SEP> 0.221 <SEP> 80.2
<tb><SEP> FeII <SEP> + <SEP> 3.51 <SEP> + <SEP> 0.038 <SEQ> 0.244 <SEQ> 98.7
<tb><SEP> FeIII <SEP> + <SEP> 33.27 <SEP> + <SEP> 0.30 <SEP> 0.306 <SEP> 92.2
<Tb>
As has been said above, the regenerable reactive fluid is a suspension of metal powder in water, with addition of at least one adjuvant promoting the sedimentative and / or chemical stability of said suspension over time.

On cherche en effet tout d'abord à limiter le plus possible la sédimentation de la poudre métallique dans l'eau, afin d'obtenir un fluide pseudo-homogène. Ceci peut être réalisé en utilisant un adjuvant approprié, tel qu'un polymère dérivé de la cellulose : deux familles de polymères cellulosiques peuvent être citées à ce titre, à savoir les carboxyméthylcelluloses (notées CMC) et les hydroxyéthyl-celluloses (notées HEC), séparément ou en combinaison. In fact, it is first of all sought to limit as much as possible the sedimentation of the metal powder in the water, in order to obtain a pseudo-homogeneous fluid. This can be achieved by using a suitable adjuvant, such as a polymer derived from cellulose: two families of cellulosic polymers can be cited as such, namely carboxymethylcelluloses (CMC denoted) and hydroxyethylcelluloses (denoted HEC), separately or in combination.

I1 est à noter que les hydroxyéthyl-celluloses procurent un effet avantageux de gélification en l'absence de mouvement, ce qui est intéressant pour le fluide réactif régénérable. I1 convient également de noter que les carboxyméthyl-celluloses ont également pour effet de diminuer la viscosité : bien qu'il ne s'agisse que d'un résultat secondaire, celui-ci n'en demeure pas moins favorable pour le transport et le pompage du fluide réactif régénérable. It should be noted that hydroxyethylcelluloses provide an advantageous effect of gelling in the absence of movement, which is of interest for the regenerable reactive fluid. It should also be noted that carboxymethylcelluloses also have the effect of reducing the viscosity: although this is only a secondary result, it is nonetheless favorable for transport and pumping. regenerable reactive fluid.

Par ailleurs, il peut s'avérer intéressant de prévoir en plus deux autres types d'additifs, à savoir un additif améliorant la tenue de la suspension vis-à-vis des micro-organismes, tel que le formol, et/ou un additif favorisant la stabilité chimique de ladite suspension, tel que le silicate de sodium. Moreover, it may be advantageous to provide in addition two other types of additives, namely an additive improving the resistance of the suspension to microorganisms, such as formalin, and / or an additive promoting the chemical stability of said suspension, such as sodium silicate.

D'une façon générale, le fluide réactif régénérable présente un point de congélation voisin de - 4"C. Cependant, il peut s'avérer intéressant, dans le cadre de certaines applications particulières, d'abaisser encore ce point de congélation de façon à permettre un stockage extérieur du fluide réactif régénérable. Dans ce cas, un autre additif sera prévu, par exemple sous forme d'une solution saline, pour abaisser le point de congélation du fluide réactif régénérable à - 150C, par exemple une solution saline telle que le rapport massique NaCI / H20 soit compris entre 0,19 et 0,23.  In general, the regenerable reactive fluid has a freezing point of -4 ° C. However, it may be advantageous, in the case of certain particular applications, to lower this freezing point further so as to reduce the freezing point. allow external storage of the regenerable reactive fluid, in which case another additive will be provided, for example in the form of a saline solution, for lowering the freezing point of the regenerable reactive fluid to-150C, for example a saline solution such as the NaCl / H 2 mass ratio is between 0.19 and 0.23.

Par ailleurs, ainsi que cela a été indiqué plus haut, la viscosité du fluide réactif régénérable est un paramètre dont le rôle est important pour le transport dudit fluide, afin de permettre une alimentation en continu et très souple pour une installation mettant en oeuvre un tel fluide réactif régénérable. A ce titre, il est intéressant d'ajuster les teneurs en poudre métallique et en adjuvants ou additifs pour que la viscosité du fluide reactif régénérable soit compatible avec son transport et son pompage, en étant par exemple au plus égale à 8 Pa.s, cette viscosité étant de préférence comprise entre 3 et 6 Pa.s. Moreover, as indicated above, the viscosity of the regenerable reactive fluid is a parameter whose role is important for the transport of said fluid, in order to allow a continuous supply and very flexible for an installation using such a device. regenerable reactive fluid. In this respect, it is advantageous to adjust the contents of metallic powder and adjuvants or additives so that the viscosity of the regenerable reactive fluid is compatible with its transport and its pumping, for example being at most equal to 8 Pa.s, this viscosity preferably being between 3 and 6 Pa.s.

Le Tableau III qui va suivre rassemble les données relatives à la formulation de différents fluides réactifs régénérables dans lesquels la poudre métallique est ici une poudre atomisée d'aluminium, selon une suspension telle que les masses d'aluminium et d'eau sont dans un rapport variant de 0,45 à 0,6. The following Table III gathers the data relating to the formulation of different regenerable reactive fluids in which the metal powder is here an atomized powder of aluminum, according to a suspension such that the aluminum and water masses are in a ratio ranging from 0.45 to 0.6.

Ces données détaillent ainsi, à titre d'exemple purement illustratif, la composition de cinq fluides réactifs régénérables (notées
Compositions A à E) en adjuvants ou additifs, lesdites données étant exprimées en pourcentages massiques.
These data thus detail, as a purely illustrative example, the composition of five regenerable reactive fluids (noted
Compositions A to E) as adjuvants or additives, said data being expressed in percentages by weight.

Pour ce qui est des adjuvants constitués par des polymères cellulosiques, il est ici prévu des types particuliers de carboxyméthylcellulose (CMC) et/ou d'hydroxyéthyl-cellulose (HEC). C'est ainsi que l'on trouve dans le Tableau III deux hydroxyéthyl-celluloses (HEC), respectivement commercialisées sous la dénomination "HEC-MBR" et "HEC-HBR", et une carboxyméthylcellulose (CMC) commercialisée sous la dénomination "CMC-7M I C".  In the case of adjuvants consisting of cellulosic polymers, particular types of carboxymethylcellulose (CMC) and / or hydroxyethylcellulose (HEC) are provided. Thus, in Table III, two hydroxyethylcelluloses (HEC), sold respectively under the name "HEC-MBR" and "HEC-HBR", and a carboxymethylcellulose (CMC) sold under the name "CMC" are found in Table III. -7M IC ".

L'une des cinq compositions (Composition A) figurant au
Tableau III comporte comme additif une solution saline, dont le rapport massique noté NaCI / H2O est ici compris entre 0,19 et 0,23, visant à abaisser le point de congélation du fluide réactif régénérable, ainsi que cela a été expliqué plus haut.

Figure img00150001
One of the five compositions (Composition A) in
Table III comprises as additive a saline solution, whose weight ratio noted NaCl / H 2 O is here between 0.19 and 0.23, aimed at lowering the freezing point of the regenerable reactive fluid, as explained above.
Figure img00150001

Adjuvant
<tb> ou <SEP> Composition <SEP> A <SEP> Composition <SEP> B <SEP> Composition <SEP> C <SEP> Composition <SEP> D <SEP> Composition <SEP> E
<tb> Additif
<tb> Formol <SEP> 1 <SEP> % <SEP> 1 <SEP> % <SEP> 1 <SEP> % <SEP> 1 <SEP> %
<tb> Silicate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 2 <SEP> % <SEP> 2 <SEP> % <SEP> 2 <SEP> % <SEP> 2 <SEP> % <SEP> 2 <SEP> %
<tb> HEC-MBR <SEP> 1,7 <SEP> à <SEP> 1,9 <SEP> % <SEP> 1,6 <SEP> à <SEP> 2 <SEP> % <SEP> 0,6 <SEP> à <SEP> 1 <SEP> %
<tb> HEC-HBR <SEP> 0,5 <SEP> à <SEP> 1 <SEP> % <SEP> 0,5 <SEP> à <SEP> 0,8 <SEP> %
<tb> CMC-7MIC <SEP> 2,3 <SEP> à <SEP> 2,6 <SEP> % <SEP> 2,8 <SEP> à <SEP> 3,2 <SEP> % <SEP> 2,8 <SEP> à <SEP> 3,2 <SEP> %
<tb> NaCl/H2O <SEP> 0,19 <SEP> à <SEP> 0,23
<tb>
adjuvant
<tb> or <SEP> Composition <SEP> A <SEP> Composition <SEP> B <SEP> Composition <SEP> C <SEP> Composition <SEP> D <SEP> Composition <SEP> E
<tb> Additive
<tb> Formol <SEP> 1 <SEP>% <SEP> 1 <SEP>% <SEP> 1 <SEP>% <SEP> 1 <SEP>%
<tb> Silicate <SEP> of <SEP> Sodium <SEP> 2 <SEP>% <SEP> 2 <SEP>% <SEP> 2 <SEP>% <SEP> 2 <SEP>% <SEP> 2 <SEP >%
<tb> HEC-MBR <SEP> 1.7 <SEP> to <SEP> 1.9 <SEP>% <SEP> 1.6 <SEP> to <SEP> 2 <SEP>% <SEP> 0.6 <SEP> to <SEP> 1 <SEP>%
<tb> HEC-HBR <SEP> 0.5 <SEP> to <SEP> 1 <SEP>% <SEP> 0.5 <SEP> to <SEP> 0.8 <SEP>%
<tb> CMC-7MIC <SEP> 2,3 <SEP> to <SEP> 2,6 <SEP>% <SEP> 2,8 <SEP> to <SEP> 3,2 <SEP>% <SEP> 2 , 8 <SEP> to <SEP> 3.2 <SEP>%
<tb> NaCl / H2O <SEP> 0.19 <SEP> to <SEP> 0.23
<Tb>

I1 convient de noter que les Compositions D et E sont relativement proches, et que le pourcentage massique en polymères cellulosiques peut être mentionné de manière synthétique en indiquant un pourcentage de 0,5 à I % pour l'adjuvant HEC, et de 2,8 à 3,2 % pour l'adjuvant CMC. It should be noted that Compositions D and E are relatively close, and that the weight percentage of cellulosic polymers can be mentioned synthetically, indicating a percentage of 0.5 to 1% for the HEC adjuvant, and 2.8 3.2% for CMC adjuvant.

D'une façon générale, il va de soi que les fourchettes de pourcentages massiques indiquées au Tableau III sont données à titre indicatif, et qu'ils ne sauraient en aucun cas limiter la portée de l'invention.  In general, it goes without saying that the ranges of mass percentages indicated in Table III are given for information only, and that they can not in any way limit the scope of the invention.

Pour ce qui est de leur stabilité chimique et/ou sédimentative, et de leur viscosité, les cinq Compositions A à E correspondent à des fluides réactifs régénérables relativement comparables. With regard to their chemical and / or sedimentative stability, and their viscosity, the five compositions A to E correspond to relatively comparable regenerable reactive fluids.

Les températures de stockage de ces fluides réactifs régénérables, garantissant un stockage en toute sécurité, vont de - 2"C à 50"C pour chacune des Compositions B à E, et de - 15"C à 50"C pour la
Composition A. En réalité, les suspensions de ce type sont capables de résister sans problème pendant deux heures si elles sont soumises à une température atteignant 70"C.
The storage temperatures of these regenerable reactive fluids, ensuring safe storage, range from -2 ° C to 50 ° C for each of Compositions B to E, and from -15 ° C to 50 ° C for
Composition A. In reality, suspensions of this type are able to resist without problem for two hours if they are subjected to a temperature up to 70 ° C.

Ces suspensions doivent de préférence être stockées à l'abri de la lumière. Leur durée de vie varie de deux à cinq mois selon le cas, en étant plus précisément de l'ordre de deux mois avec la Composition A, et de l'ordre de quatre à cinq mois avec les Compositions B à E. These suspensions should preferably be stored away from light. Their lifespan varies from two to five months depending on the case, being more precisely of the order of two months with Composition A, and of the order of four to five months with Compositions B to E.

Les données précitées peuvent aisément être appliquées aux cas du magnésium, du zinc et du fer. Cependant, dans le cas de suspensions à base de fer ou de zinc, il conviendra d'augmenter les concentrations du stabilisant utilisé (CMC et/ou HEC) par rapport à celles qui sont indiquées au Tableau III, car la masse volumique minimale des suspensions métal-eau concernées est nettement plus grande (elle est plus de deux fois supérieure à celle de l'eau, ainsi que cela ressort du Tableau I). The above data can easily be applied to the case of magnesium, zinc and iron. However, in the case of suspensions based on iron or zinc, the concentrations of the stabilizer used (CMC and / or HEC) should be increased compared to those indicated in Table III, since the minimum density of the suspensions metal-water concerned is significantly larger (it is more than twice that of water, as shown in Table I).

Les différents fluides réactifs régénérables qui viennent d'être décrits sont ainsi tout à fait aptes au stockage, au transport et au pompage en phase pseudo-homogène, et sont susceptibles de libérer de l'énergie à la demande sous forme de chaleur et d'hydrogène, lorsqu'est initiée une réaction de décomposition de l'eau par le métal utilisé. De plus, il est possible de combiner les avantages d'une stabilité dans le temps (notamment la stabilité chimique et sédimentative) et d'une densité énergétique très élevée. Enfin, la formulation du fluide réactif régénérable peut être définie avec précision, ce qui permet notamment de contrôler le débit d'hydrogène de façon tout à fait satisfaisante. The various regenerable reactive fluids which have just been described are thus quite suitable for storage, transport and pumping in a pseudo-homogeneous phase, and are capable of releasing energy on demand in the form of heat and heat. hydrogen, when initiating a reaction of decomposition of water by the metal used. In addition, it is possible to combine the advantages of stability over time (in particular chemical and sedimentative stability) and a very high energy density. Finally, the formulation of the regenerable reactive fluid can be precisely defined, which in particular makes it possible to control the flow of hydrogen in a completely satisfactory manner.

Les applications possibles des fluides réactifs régénérables conformes à l'invention sont nombreuses, et aussi bien directes (piles à combustible, moteurs, réactifs chimiques), qu'indirectes (avec combustion de l'hydrogène) en permettant en particulier la réalisation d'une "chaudière chimique". The possible applications of the regenerable reactive fluids in accordance with the invention are numerous, and both direct (fuel cells, engines, chemical reagents), and indirect (with combustion of hydrogen), allowing in particular the realization of a "chemical boiler".

Cette dernière application est particulièrement intéressante, car le fluide réactif régénérable selon l'invention permet d'obtenir un vecteur énergétique alternatif non polluant : en effet, l'hydrogène ne produit que de l'eau lors de sa combustion, et donc aucun des polluants habituellement rencontrés (gaz carbonique, hydrocarbures, ou composés aromatiques, azotés, soufrés). This latter application is particularly advantageous because the regenerable reactive fluid according to the invention makes it possible to obtain a non-polluting alternative energy source: in fact, hydrogen produces only water during its combustion, and therefore none of the pollutants usually encountered (carbon dioxide, hydrocarbons, or aromatics, nitrogen compounds, sulfur compounds).

Il est ainsi par exemple possible de développer une chaudière chimique basée sur un procédé de production d'hydrogène utilisant un fluide réactif régénérable, et de préférence un fluide réactif régénérable à base d'aluminium. Ceci permet alors d'éviter les étapes de stockage et de transport de l'hydrogène habituellement rencontrées avec les techniques classiques, pour faire place au transport d'un composé sous forme de liquide en phase pseudo-homogène (pseudo-liquide). De plus, l'aluminium ne présente aucun danger, de sorte qu'un tel concept de chaudière chimique est très intéressant dans le domaine du bâtiment, pour organiser le chauffage des locaux. For example, it is possible to develop a chemical boiler based on a process for producing hydrogen using a regenerable reactive fluid, and preferably an aluminum-based regenerable reactive fluid. This then makes it possible to avoid the hydrogen storage and transport steps usually encountered with conventional techniques, in order to make room for the transport of a compound in liquid form in pseudo-homogeneous phase (pseudo-liquid). In addition, aluminum is safe, so that such a chemical boiler concept is very interesting in the building sector, to organize space heating.

La combustion peut être envisagée soit par brûleur, soit sous forme catalytique, et dans ce dernier cas il suffit alors de prévoir en aval un système d'échangeur de chaleur classique ou à contact direct (du type combustion submergée ou colonne à bulles). Combustion can be envisaged either by burner or in catalytic form, and in the latter case it suffices then to provide downstream a conventional or direct contact heat exchanger system (submerged combustion type or bubble column).

On va maintenant décrire, en référence à la figure unique du dessin, une installation de production et d'utilisation d'hydrogène mettant en oeuvre un fluide réactif régénérable conforme à l'invention.  We will now describe, with reference to the single figure of the drawing, an installation for the production and use of hydrogen using a regenerable reactive fluid according to the invention.

Cette installation illustre le concept de chaudière chimique, avec ici une combustion catalytique de l'hydrogène obtenu, ainsi qu'une récupération de la chaleur produite à plusieurs niveaux. This installation illustrates the concept of a chemical boiler, with here a catalytic combustion of the hydrogen obtained, as well as a recovery of the heat produced at several levels.

Conformément à un aspect essentiel de l'invention, l'installation comporte un générateur d'hydrogène 100 comprenant au moins un réacteur hermétiquement clos et de type parfaitement agité (ici deux réacteurs 101, 102 disposés en série), présentant une entrée d'alimentation en continu en fluide réactif régénérable et surmonté d'un élément réfrigérant 120 à la sortie duquel l'hydrogène peut être récupéré. According to an essential aspect of the invention, the installation comprises a hydrogen generator 100 comprising at least one hermetically sealed reactor and of perfectly stirred type (here two reactors 101, 102 arranged in series), having a feed inlet. continuously regenerable reagent fluid and surmounted by a refrigerant element 120 at the output of which the hydrogen can be recovered.

L'installation illustrée ici met en oeuvre un fluide réactif régénérable comportant une poudre atomisée d'aluminium en suspension dans l'eau. Dans le cas d'autres métaux, on verra qu'il suffit de modifier légèrement la structure du ou des réacteurs pour organiser le chauffage nécessaire au déclenchement de la réaction de décomposition de l'eau par le métal. The installation illustrated here uses a regenerable reactive fluid comprising an atomized powder of aluminum suspended in water. In the case of other metals, it will be seen that it is sufficient to slightly modify the structure of the reactor (s) to organize the heating necessary to trigger the reaction of decomposition of water by the metal.

Le premier réacteur 101 est constitué d'une enceinte hermétiquement close 103, en partie inférieure de laquelle sont prévues d'une part une entrée 110 d'alimentation en continu en fluide réactif régénérable (le fluide réactif régénérable est transporté par une canalisation 112, et pompé par des moyens de pompage conventionnels non représentés ici), et d'autre part une entrée supplémentaire 111 d'alimentation en soude (la solution de soude, par exemple à 2 moles/litre, est transportée par une canalisation 113, et pompée par des moyens de pompage conventionnels non représentés). En partie supérieure, un couvercle étanche 118 porte un agitateur 175 dont l'ailette est proche du fond de l'enceinte 103, et un moteur d'entraînement associé 116 disposé à l'extérieur de ladite enceinte.Le milieu réactionnel 104 est ainsi continuellement agité, et sa température est repérée par un capteur 117 monté sur le couvercle 118. Enfin, il est prévu, en partie inférieure de l'enceinte, une vanne de soutirage 114. The first reactor 101 consists of a hermetically closed enclosure 103, in the lower part of which are provided on the one hand an inlet 110 for continuous supply of regenerable reactive fluid (the regenerable reactive fluid is transported by a pipe 112, and pumped by conventional pumping means not shown here), and on the other hand an additional inlet 111 for supplying soda (the sodium hydroxide solution, for example at 2 moles / liter, is transported by a pipe 113, and pumped by conventional pumping means not shown). In the upper part, a sealed cover 118 carries an agitator 175 whose fin is close to the bottom of the enclosure 103, and an associated drive motor 116 disposed outside said enclosure. The reaction medium 104 is thus continuously agitated, and its temperature is identified by a sensor 117 mounted on the cover 118. Finally, there is provided, in the lower part of the enclosure, a draw-off valve 114.

Bien que cela ne soit pas obligatoire, il est ici prévu un deuxième réacteur 102 pratiquement identique au premier réacteur 101, et en série avec celui-ci par un raccordement 107.  Although this is not mandatory, here a second reactor 102 is provided which is practically identical to the first reactor 101, and in series with it via a connection 107.

Ce deuxième réacteur comporte ainsi une enceinte hermétiquement close 104, surmontée d'un couvercle étanche 119, et il est équipé d'un agitateur 175 avec son moteur associé 116, d'un capteur de température 117, et d'une vanne inférieure de soutirage 114. En partie inférieure de ce deuxième réacteur, il est ici prévu une sortie 115 de soutirage en continu des produits de la réaction, menant par une canalisation 154 à des moyens échangeurs de chaleur qui seront décrits plus loin. This second reactor thus comprises a hermetically sealed enclosure 104, surmounted by a tight cover 119, and it is equipped with an agitator 175 with its associated motor 116, a temperature sensor 117, and a lower take-off valve. 114. In the lower part of this second reactor, there is provided here an outlet 115 continuously withdrawing the products of the reaction, leading through a pipe 154 to heat exchange means which will be described later.

Un raccordement en partie haute des deux réacteurs 101, 102 est assuré par des tubes 108, 109, menant à l'entrée inférieure de l'élément réfrigérant 120. Cet élément réfrigérant 120 est de conception classique il comporte intérieurement un serpentin d'eau froide, dont on n'a représenté que l'entrée 122 et la sortie 123, ladite sortie menant par une canalisation 155 aux moyens échangeurs de chaleur précités, et sur lesquels il sera revenu ultérieurement. A connection in the upper part of the two reactors 101, 102 is provided by tubes 108, 109, leading to the lower inlet of the cooling element 120. This cooling element 120 is of conventional design and has a cold water coil internally. , of which only the inlet 122 and the outlet 123 have been shown, said outlet leading through a pipe 155 to the aforementioned heat-exchange means, and on which it will be returned later.

Le schéma réactionnel dans le générateur d'hydrogène 100 se déroule comme suit (a) dissolution du film protecteur A1203:
A13+ - 4 OH H-- o (Al(OH)4) + 2 H20
2 (b) oxydation avec formation d'Al(OH)3 solide
Al; + 3 H2O ---o Al(OH)3 + 3/2 H2
Al(OH)3 se cristallise (nucléation) à la surface des cristaux d'aluminium
et de AL(OH)3 déjà présents.
The reaction scheme in the hydrogen generator 100 is as follows (a) dissolution of the protective film A1203:
A13 + - 4 OH H-- o (Al (OH) 4) + 2H2O
2 (b) oxidation with formation of solid Al (OH) 3
al; + 3 H2O --- o Al (OH) 3 + 3/2 H2
Al (OH) 3 crystallizes (nucleation) on the surface of aluminum crystals
and AL (OH) 3 already present.

(c) dissolution de la phase solide cristallisée à la surface du métal
Al(OH)3; NaOH --- > NaAl(OH)4
Le bilan est donc
AI + 3 H2O + NaOH ---r 3/2 H2 + NaAl(OH)4
Dans le premier réacteur 101, qui est alimenté en continu en fluide réactif régénérable et en soude, la réaction s'auto-initialise à température ambiante, et se stabilise en régime permanent à 90-95 C, après un régime transitoire dont la durée est de quelques minutes.
(c) dissolution of the crystallized solid phase on the surface of the metal
Al (OH) 3; NaOH ---> NaAl (OH) 4
The balance sheet is
AI + 3 H2O + NaOH --- r 3/2 H2 + NaAl (OH) 4
In the first reactor 101, which is fed continuously with regenerable reactive fluid and sodium hydroxide, the reaction self-initializes at room temperature, and stabilizes in steady state at 90-95 C, after a transient regime whose duration is of a few minutes.

Si la réaction est totale dans le premier réacteur 101, le deuxième réacteur 102 est encore utile, car il sert de vase d'expansion pour la mousse formée et de réacteur tampon avant vidange. Si la réaction n'est pas totale dans le premier réacteur 101, cette réaction s'achève dans le deuxième réacteur 102 (ceci peut s'avérer très utile lorsqu'on utilise un débit d'alimentation élevé en fluide réactif régénérable, car on peut ainsi garder un temps de passage global identique). If the reaction is complete in the first reactor 101, the second reactor 102 is still useful because it serves as an expansion vessel for the formed foam and buffer reactor before emptying. If the reaction is not complete in the first reactor 101, this reaction is completed in the second reactor 102 (this can be very useful when using a high feed rate of regenerable reactive fluid, since thus keep an identical overall time of passage).

Ainsi, l'utilisation d'un deuxième réacteur constitue un avantage non négligeable pour l'installation. Thus, the use of a second reactor constitutes a significant advantage for the installation.

L'hydrogène formé et la vapeur d'eau s'élèvent par les tubes 108, 109 jusqu'à l'élément réfrigérant 120, et la vapeur d'eau se recondense au contact du serpentin froid dudit élément réfrigérant, de sorte que l'hydrogène s'échappant par une sortie haute 121 de l'élément réfrigérant devient alors disponible pour l'utilisation envisagée. The hydrogen formed and the water vapor rise through the tubes 108, 109 to the cooling element 120, and the water vapor recondenses on contact with the cold coil of said cooling element, so that the hydrogen escaping through a high outlet 121 of the refrigerant element then becomes available for the intended use.

Dans le cas où l'on envisage d'utiliser une poudre atomisée différente d'une poudre d'aluminium ou de zinc, il conviendrait de modifier quelque peu la structure du ou des réacteurs du générateur d'hydrogène 100. In the case where it is envisaged to use an atomized powder other than an aluminum or zinc powder, the structure of the reactor (s) of the hydrogen generator 100 should be modified somewhat.

Par exemple, avec une poudre de magnésium, l'enceinte sera à double enveloppe, pour organiser une circulation d'eau chaude, avec en outre une résistance électrique chauffante (ce mode de chauffage direct est préférable à un chauffage opéré en amont du réacteur, lequel risquerait de générer un problème de bullage résultant d'une réaction initiée trop tôt). For example, with a magnesium powder, the enclosure will be double jacket, to organize a hot water circulation, with further heating electric resistance (this direct heating mode is preferable to a heater operated upstream of the reactor, which could generate a problem of bubbling resulting from a reaction initiated too early).

Dans le cas du fer, l'entrée 111 servira d'alimentation en vapeur d'eau dont la température est au moins égale à 200"C, et on prévoiera naturellement aussi des moyens de chauffage tels que ceux déjà cités pour une poudre de magnésium. In the case of iron, the inlet 111 will serve as a supply of water vapor whose temperature is at least 200 ° C, and naturally will also be provided heating means such as those already mentioned for a magnesium powder .

L'installation illustrée ici est utilisable comme chaudière chimique : elle comporte en effet, en aval du générateur d'hydrogène 100, une unité de combustion de l'hydrogène 130, en aval de laquelle est prévue un échangeur de chaleur 140. The installation illustrated here is usable as a chemical boiler: it comprises, downstream of the hydrogen generator 100, a hydrogen combustion unit 130, downstream of which is provided a heat exchanger 140.

La combustion de l'hydrogène pourrait naturellement être réalisée de manière traditionnelle par l'intermédiaire d'un brûleur. On a illustré ici des moyens réalisant une combustion catalytique, de sorte que l'unité de combustion 130 est un réacteur catalytique, permettant de valoriser l'hydrogène par combustion catalytique. The combustion of hydrogen could naturally be carried out in a traditional manner by means of a burner. Means embodying a catalytic combustion are illustrated here, so that the combustion unit 130 is a catalytic reactor, making it possible to recover hydrogen by catalytic combustion.

Rappelons brièvement qu'un catalyseur est un corps qui agit comme accélérateur chimique, ici de combustion. I1 participe à des réactions intermédiaires transitoires et se retrouve intact en fin de réaction. Le principe de la combustion catalytique est déjà abondamment utilisé dans l'industrie : post-combustion des fumées (pot catalytique), panneaux radiants catalytiques au gaz naturel. Recall briefly that a catalyst is a body that acts as a chemical accelerator, here combustion. It participates in transient intermediate reactions and is found intact at the end of the reaction. The principle of catalytic combustion is already widely used in the industry: after-combustion of fumes (catalytic converter), catalytic radiant panels with natural gas.

La combustion catalytique a deux caractéristiques : elle se produit sans flamme et à une température inférieure à la température normale d'auto-inflammation. Ce mode de combustion présente l'intérêt de ne dégager aucun oxyde d'azote puisqu'elle s'effectue à basse température à ceci s'ajoute la possibilité d'obtenir de hauts rendements de combustion. Catalytic combustion has two characteristics: it occurs without a flame and at a temperature below the normal autoignition temperature. This mode of combustion has the advantage of not releasing any nitrogen oxide since it is carried out at low temperature, in addition to the possibility of obtaining high combustion efficiencies.

Enfin, un réacteur catalytique bien dimensionné supporte facilement des variations du débit d'hydrogène sans chute de rendement.Finally, a well sized catalytic reactor easily withstands variations in the hydrogen flow rate without yield drop.

Le réacteur catalytique 130 choisi est ici un lit fixe de billes d'alumine imprégnées de Palladium, dont on distingue la colonne centrale 132 avec ses brides d'extrémité 133, 134, et l'enveloppe extérieure 131 avec ses communications extérieures 135, 136 pour le fluide de refroidissement (air ou eau). La température de combustion catalytique est par ailleurs contrôlée au moyen d'un capteur associé 139. L'hydrogène est dilué dans l'air, et la réaction s'autoinitialise à température ambiante : les rendements obtenus (mesure par spectrométrie de masse) sont alors de 99 à 100 % dès 1800C. En variante, on peut utiliser un bloc de monolithe imprégné de catalyseur, ou encore un système de deux cylindres coaxiaux (d'axe horizontal) entre lesquels est disposé le catalyseur. The catalytic reactor 130 chosen here is a fixed bed of alumina balls impregnated with palladium, which can be distinguished from the central column 132 with its end flanges 133, 134, and the outer shell 131 with its external communications 135, 136 for the cooling fluid (air or water). The catalytic combustion temperature is furthermore controlled by means of an associated sensor 139. The hydrogen is diluted in air and the reaction is self-initialized at ambient temperature: the yields obtained (measurement by mass spectrometry) are then from 99 to 100% from 1800C. In a variant, it is possible to use a monolith block impregnated with catalyst, or else a system of two coaxial cylinders (of horizontal axis) between which the catalyst is placed.

On caractérise les conditions de fonctionnement d'un réacteur de combustion catalytique par le débit volumique spécifique en litres par heure et par gramme (l/h lu 1), qui est le débit volumique de gaz combustible par gramme de catalyseur : pour un catalyseur donné, la combustion sera totale à un débit volumique spécifique donné, et une température minimale de combustion donnée (la température favorise en effet la combustion).  The operating conditions of a catalytic combustion reactor are characterized by the specific volume flow rate in liters per hour per gram (1 / hr 1), which is the volume flow rate of fuel gas per gram of catalyst: for a given catalyst , combustion will be total at a given specific volume flow, and a given minimum combustion temperature (the temperature favors combustion).

A débit volumique spécifique fixé, la combustion catalytique est d'autant meilleure que la température (directement liée à la quantité d'hydrogène à brûler) est élevée. Ces résultats ont été obtenus à l'échelle laboratoire pour des débits d'hydrogène de l'ordre de 20 I/h. On choisit, pour le dispositif réactionnel, un débit volumique spécifique de 120 à 150 l/h/g pour une température de 200 à 400"C en régime permanent. Un taux de combustion de 100 % est alors assuré. At fixed specific volumetric flow, the catalytic combustion is even better than the temperature (directly related to the amount of hydrogen to be burned) is high. These results were obtained at the laboratory scale for hydrogen flow rates of the order of 20 I / h. For the reaction device, a specific volume flow rate of 120 to 150 l / h / g is chosen for a temperature of 200 to 400 ° C. in a steady state, a combustion rate of 100% is then ensured.

Le réacteur catalytique 130 est relié à la sortie de l'élément réfrigérant 120 par une première conduite 124 menant ici à un venturimélangeur 127, puis par une seconde conduite 129 en aval dudit venturi-mélangeur. I1 est en outre prévu, entre l'élément réfrigérant 120 et le venturi-mélangeur 127, un module de filtration 125 permettant d'arrêter les fines particules qui auraient pu être entraînées, ainsi qu'un clapet anti-retour 126. Le venturi-mélangeur 127 présente une entrée d'air 128, de sorte que l'hydrogène arrivant, filtré, dans ledit venturi, y soit aspiré et dilué dans l'air comprimé (une dilution de 3 à 4 % est habituellement retenue pour préserver la sécurité de l'installation). I1 va de soi que l'on pourrait remplacer le venturi-mélangeur pour tout autre dispositif gaz/gaz équivalent. The catalytic reactor 130 is connected to the outlet of the refrigerating element 120 by a first duct 124 leading here to a venturimixer 127, then by a second duct 129 downstream of said venturi-mixer. Furthermore, there is provided, between the refrigerating element 120 and the venturi-mixer 127, a filtration module 125 making it possible to stop the fine particles that could have been entrained, as well as a non-return valve 126. Venturi mixer 127 has an air inlet 128, so that the incoming hydrogen, filtered, in said venturi, is sucked in and diluted in the compressed air (a dilution of 3 to 4% is usually retained to preserve the safety of Installation). It goes without saying that the venturi-mixer could be replaced for any other equivalent gas / gas device.

En partie inférieure du réacteur catalytique 130, les gaz de combustion sortent à une température d'environ 300"C, par une conduite 137 menant d'abord à un venturi à émulsion 160 (pour favoriser l'échange), puis, par une conduite 138, à un échangeur 140 de type classique, soit direct (colonne à bulles), soit indirect (à condensation), permettant une meilleure valorisation des gaz de combustion. In the lower part of the catalytic reactor 130, the combustion gases exit at a temperature of about 300.degree. C., via a pipe 137 leading firstly to an emulsion venturi 160 (to promote the exchange), then, via a pipe 138, to a heat exchanger 140 of conventional type, either direct (bubble column) or indirect (condensing), allowing a better recovery of the combustion gases.

On a illustré ici un échangeur 140 réalisé sous forme d'une colonne à bulles, mais on aurait pu également utiliser un système connu à bac à eau et recirculation (combustion submergée) ou encore un système connu de pulvérisation d'eau dans un gaz chaud. La colonne à bulles 140 est ici surmontée, de façon classique, d'un premier ensemble de vase d'expansion 141, avec sortie d'air supérieure 146 et tube latéral de sortie 142, ledit tube latéral menant, par une conduite 143, à un deuxième ensemble de vase d'expansion 144, en aval duquel est prévue une conduite 145 menant à l'entrée d'une pompe de recirculation 170 dont la sortie arrive à l'entrée du venturi à émulsion 160.  There is illustrated here an exchanger 140 in the form of a bubble column, but one could also use a known system with water tank and recirculation (submerged combustion) or a known system of water spray in a hot gas . The bubble column 140 is here conventionally surmounted by a first expansion tank assembly 141, with an upper air outlet 146 and an outlet side tube 142, said lateral tube leading via a pipe 143 to a second set of expansion tank 144, downstream of which is provided a pipe 145 leading to the inlet of a recirculation pump 170 whose output reaches the inlet of the emulsion venturi 160.

L'échangeur de chaleur 140 qui vient d'être décrit constitue un premier niveau de récupération de chaleur : en effet, en sortie de la combustion catalytique, ce sont les gaz de combustion (air en excès + vapeur d'eau de combustion) à une température de 200 à 400"C qui sont valorisés dans l'échangeur à contact direct du type colonne à bulles (ou à combustion submergée) où l'eau de combustion se recondense. Ce sont alors la chaleur de combustion et la chaleur sensible et latente de l'eau de combustion qui sont récupérées. The heat exchanger 140 which has just been described constitutes a first level of heat recovery: indeed, at the outlet of the catalytic combustion, it is the combustion gases (excess air + steam of combustion water) at a temperature of 200 to 400 ° C which are recovered in the direct-contact heat exchanger of the bubble column type (or submerged combustion) where the combustion water recondenses.Then the heat of combustion and the sensible heat and latent of the combustion water that are recovered.

L'installation décrite ici comporte en outre deux autres niveaux de récupération de chaleur, ce qui constitue un autre avantage possible améliorant encore les possibilités de cette installation. The installation described here also comprises two other levels of heat recovery, which is another possible advantage further improving the possibilities of this installation.

L'installation comporte en effet une unité supplémentaire de récupération de chaleur 150 utilisant la suspension solide-liquide qui résulte de la réaction de décomposition de l'eau : cette unité supplémentaire 150 comporte un échangeur 151 de type classique, par exemple un échangeur cylindrique coaxial liquide/liquide. Ici, la canalisation de soutirage en continu 154, permet de convoyer les produits extraits en partie inférieure du deuxième réacteur 102, dont la température est de l'ordre de 70"C, d'abord vers un module de précipitation-filtration 152 (permettant de retenir les particules solides que l'on peut obtenir), puis, par une canalisation 153, vers l'échangeur 151 ; les déchets ainsi refroidis sortent par une conduite associée 158.On parvient ainsi à préchauffer une partie du fluide primaire de l'échangeur. The installation comprises an additional heat recovery unit 150 using the solid-liquid suspension that results from the water decomposition reaction: this additional unit 150 comprises a conventional type of exchanger 151, for example a coaxial cylindrical exchanger liquid / liquid. Here, the continuous withdrawal line 154 makes it possible to convey the products extracted in the lower part of the second reactor 102, whose temperature is of the order of 70.degree. C., firstly towards a precipitation-filtration module 152 (allowing to retain the solid particles that can be obtained), then, through a pipe 153, to the exchanger 151, the waste thus cooled out through an associated pipe 158.On thus manages to preheat a portion of the primary fluid of the exchanger.

De plus, la sortie d'eau 123 de l'élément réfrigérant 120 mène, par une canalisation 155, à l'échangeur coaxial précité 151, à la sortie duquel une canalisation 156 assure le raccordement à la conduite 157 de sortie de la pompe de recirculation 170 (ladite conduite 157 menant au venturi à émulsion 160). Ainsi, une récupération de chaleur est encore prévue au niveau du réfrigérant surmontant les deux réacteurs agités qui sont adiabatiques: l'eau du réfrigérant est réchauffée, par exemple à 30"C, après avoir permis la recondensation de la vapeur, de sorte que la chaleur de la réaction est ainsi récupérée sous forme de chaleur latente et sensible au niveau de l'hydrogène et de la vapeur d'eau entraînée et recondensée.  In addition, the water outlet 123 of the cooling element 120 leads, via a pipe 155, to the aforementioned coaxial exchanger 151, at the outlet of which a pipe 156 connects to the outlet pipe 157 of the pump. recirculation 170 (said conduit 157 leading to the emulsion venturi 160). Thus, heat recovery is still provided at the level of the refrigerant overcoming the two stirred reactors which are adiabatic: the water of the refrigerant is heated, for example to 30 ° C, after allowing the recondensation of the vapor, so that the The heat of the reaction is thus recovered in the form of latent and sensitive heat at the level of the hydrogen and the entrained and recondensed water vapor.

Enfin, pour ce qui est de la régulation de l'installation, on dispose de consignes fixes de contrôle et de sécurité : températures des réacteurs (capteurs 117), température de combustion catalytique (capteur 139), niveaux du liquide dans les réacteurs (capteurs non illustrés sur la figure). Les vannes peuvent être des électro-vannes, et les pompes d'alimentation peuvent être commandées par un signal extérieur (par exemple sous la forme de capteurs de température, pression et niveaux connectés à des relais). On dispose également de moyens de contrôle de l'agitation et de régulation du débit d'air de combustion par le biais de capteurs reliés aux pompes d'alimentation (un arrêt de l'agitation impliquant un arrêt immédiat de la ou des pompes d'alimentation, le débit d'air se réglant sur le débit d'alimentation en fluide réactif régénérable, et donc du débit d'hydrogène produit). Finally, with regard to the regulation of the installation, fixed control and safety instructions are available: reactor temperatures (sensors 117), catalytic combustion temperature (sensor 139), liquid levels in the reactors (sensors not shown in the figure). The valves can be solenoid valves, and the supply pumps can be controlled by an external signal (for example in the form of temperature sensors, pressure and levels connected to relays). There are also means for controlling the stirring and regulating the flow of combustion air by means of sensors connected to the feed pumps (a stop of agitation involving an immediate shutdown of the pump or pumps). supply, the air flow being adjusted to the regenerative reactive fluid supply flow rate, and therefore the flow rate of hydrogen produced).

L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, mais englobe au contraire toute variante reprenant, avec des moyens équivalents, les caractéristiques essentielles figurant aux revendications.  The invention is not limited to the embodiments that have just been described, but on the contrary covers any variant using, with equivalent means, the essential characteristics appearing in the claims.

Claims (23)

REVENDICATIONS 1. Fluide réactif régénérable de stockage d'énergie, caractérisé par le fait qu'il est constitué par une suspension de poudre métallique dans l'eau, ladite poudre étant obtenue à partir d'au moins un métal pris dans le groupe constitué par l'aluminium, le magnésium, le zinc, et le fer, avec addition d'au moins un adjuvant favorisant la stabilité sédimentative et/ou chimique de ladite suspension dans le temps, ledit fluide réactif régénérable étant ainsi susceptible de libérer de l'énergie sous forme de chaleur et d'hydrogène lors de l'initiation d'une réaction de décomposition de l'eau par ledit métal. 1. Regenerable reactive energy storage fluid, characterized in that it consists of a suspension of metal powder in water, said powder being obtained from at least one metal selected from the group consisting of aluminum, magnesium, zinc, and iron, with addition of at least one adjuvant promoting the sedimentative and / or chemical stability of said suspension over time, said regenerable reactive fluid being thus capable of releasing energy under form of heat and hydrogen during the initiation of a reaction of decomposition of water by said metal. 2. Fluide réactif régénérable selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la poudre métallique est une poudre atomisée dont la granulométrie moyenne est de l'ordre de 10 à 30 um.  2. Regenerable reactive fluid according to claim 1, characterized in that the metal powder is an atomized powder whose average particle size is of the order of 10 to 30 microns. 3. Fluide réactif régénérable selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un adjuvant constitué par un polymère dérivé de la cellulose. 3. Regenerable reactive fluid according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises at least one adjuvant consisting of a polymer derived from cellulose. 4. Fluide réactif régénérable selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'adjuvant utilisé est constitué par une carboxyméthyl-cellulose (CMC).  4. Regenerable reactive fluid according to claim 3, characterized in that the adjuvant used is constituted by a carboxymethyl cellulose (CMC). 5. Fluide réactif régénérable selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'adjuvant utilisé est constitué par une hydroxyéthyl-cellulose (HEC). 5. Regenerable reactive fluid according to claim 3, characterized in that the adjuvant used consists of a hydroxyethyl cellulose (HEC). 6. Fluide réactif régénérable selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comporte un adjuvant constitué par une carboxyméthyl-cellulose (CMC) et un adjuvant constitué par une hydroxyéthyl-cellulose (HEC). 6. Regenerable reactive fluid according to claim 3, characterized in that it comprises an adjuvant consisting of a carboxymethyl cellulose (CMC) and an adjuvant consisting of a hydroxyethyl cellulose (HEC). 7. Fluide réactif régénérable selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il comporte également un additif améliorant la tenue de la suspension vis-à-vis des micro-organismes, tel que le formol. 7. Regenerable reactive fluid according to one of claims 1 to 6, characterized in that it also comprises an additive improving the resistance of the suspension vis-à-vis microorganisms, such as formalin. 8. Fluide réactif régénérable selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il comporte également un additif favorisant la stabilité chimique de la suspension, tel que le silicate de sodium.  8. Regenerable reactive fluid according to one of claims 1 to 7, characterized in that it also comprises an additive promoting the chemical stability of the suspension, such as sodium silicate. 9. Fluide réactif régénérable selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les teneurs en poudre métallique et en adjuvants ou additifs sont choisies pour que la viscosité dudit fluide soit compatible avec son transport et son pompage, en étant par exemple au plus égale à 8 Pa.s, et de préférence comprise entre 3 et 6 Pa.s. 9. regenerable reactive fluid according to one of claims 1 to 8, characterized in that the contents of metal powder and adjuvants or additives are chosen so that the viscosity of said fluid is compatible with its transport and its pumping, being by example at most equal to 8 Pa.s, and preferably between 3 and 6 Pa.s. 10. Fluide réactif régénérable selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel la poudre métallique est une poudre d'aluminium, caractérisé par le fait que les masses d'aluminium et d'eau sont dans un rapport compris entre 0,45 et 0,6, et de préférence voisin de 0,5. 10. Regenerable reactive fluid according to one of claims 1 to 9, wherein the metal powder is an aluminum powder, characterized in that the aluminum and water masses are in a ratio between 0.45 and 0.6, and preferably close to 0.5. 11. Fluide réactif régénérable selon les revendications 5, 8 et 10, caractérisé par le fait qu'il comporte des adjuvants ou additifs dont les pourcentages massiques approchés se répartissent en 2 % de silicate de sodium et 1,7 à 1,9 % d'hydroxyéthyl-cellulose (HEC), avec en outre une solution saline permettant d'abaisser sensiblement le point de congélation dudit fluide en vue d'un stockage extérieur de celui-ci, en particulier une solution saline telle que le rapport massique NaCI / H20 soit compris entre 0,19 à 0,23. 11. Regenerable reactive fluid according to claims 5, 8 and 10, characterized in that it comprises adjuvants or additives whose approximate mass percentages are divided into 2% sodium silicate and 1.7 to 1.9% d hydroxyethylcellulose (HEC), with furthermore a saline solution making it possible to substantially lower the freezing point of said fluid with a view to external storage thereof, in particular a saline solution such as the NaCl / H 2 mass ratio. is between 0.19 to 0.23. 12. Fluide réactif régénérable selon les revendications 5, 7, 8 et 10, caractérisé par le fait qu'il comporte des adjuvants ou additifs dont les pourcentages massiques approchés se répartissent en 1 % de formol, 2 % de silicate de sodium, et 1,6 à 2 % d'hydroxyéthyl-cellulose (HEC). 12. regenerable reactive fluid according to claims 5, 7, 8 and 10, characterized in that it comprises adjuvants or additives whose approximate mass percentages are divided into 1% formalin, 2% sodium silicate, and 1 6 to 2% hydroxyethyl cellulose (HEC). 13. Fluide réactif régénérable selon les revendications 6, 7, 8 et 10, caractérisé par le fait qu'il comporte des adjuvants ou additifs dont les pourcentages massiques approchés se répartissent en 1 % de formol, 2 % de silicate de sodium, 0,5 à 1 % d'hydroxyéthyl-cellulose (HEC), et 2,3 à 2,6 % de carboxyméthyl-cellulose (CMC). 13. Regenerable reactive fluid according to claims 6, 7, 8 and 10, characterized in that it comprises adjuvants or additives whose approximate mass percentages are divided into 1% formalin, 2% sodium silicate, 0, 5 to 1% hydroxyethyl cellulose (HEC), and 2.3 to 2.6% carboxymethyl cellulose (CMC). 14. Fluide réactif régénérable selon les revendications 6, 7, 8 et 10, caractérisé par le fait qu'il comporte des adjuvants ou additifs dont les pourcentages massiques approchés se répartissent en 1 % de formol, 2 % de silicate de sodium, 0,5 à 1 % d'hydroxyéthyl-cellulose (HEC), et 2,8 à 3,2 % de carboxyméthyl-cellulose (CMC).  14. regenerable reactive fluid according to claims 6, 7, 8 and 10, characterized in that it comprises adjuvants or additives whose approximate mass percentages are divided into 1% formalin, 2% sodium silicate, 0, 5 to 1% hydroxyethyl cellulose (HEC), and 2.8 to 3.2% carboxymethyl cellulose (CMC). 15. Installation de production et d'utilisation d'hydrogène mettant en oeuvre un fluide réactif régénérable selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte un générateur d'hydrogène (100) comprenant au moins un réacteur hermétiquement clos et de type parfaitement agité (101, 102), présentant une entrée d'alimentation en continu en fluide réactif régénérable et surmonté d'un élément réfrigérant (120) à la sortie duquel l'hydrogène peut être recuperé.  15. Installation for the production and use of hydrogen employing a regenerable reactive fluid according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a hydrogen generator (100) comprising at least one reactor hermetically closed and perfectly agitated type (101, 102), having a continuous feed inlet regenerable reactive fluid and surmounted by a refrigerant element (120) at the outlet of which hydrogen can be recovered. 16. Installation selon la revendication 15, utilisable comme chaudière chimique, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre une unité de combustion de l'hydrogène (130) et, en aval de celle-ci, un échangeur de chaleur (140). 16. Installation according to claim 15, usable as a chemical boiler, characterized in that it further comprises a hydrogen combustion unit (130) and, downstream thereof, a heat exchanger (140). . 17. Installation selon la revendication 16, caractérisée par le fait que l'unité de combustion (130) est un réacteur catalytique de type classique, par exemple un lit fixe de billes ou un bloc de monolithe imprégné de catalyseur, permettant de valoriser l'hydrogène par combustion catalytique. 17. Installation according to claim 16, characterized in that the combustion unit (130) is a catalytic reactor of conventional type, for example a fixed bed of beads or a monolith block impregnated with catalyst, to enhance the hydrogen by catalytic combustion. 18. Installation selon les revendications 15 et 17, caractérisée par le fait que le réacteur catalytique (130) est relié à la sortie de l'élément réfrigérant (120) par l'intermédiaire d'un module de filtration (125) permettant d'arrêter les fines particules entraînées, d'un clapet anti-retour (126), et d'un venturi-mélangeur (127) ou tout autre dispositif gaz/gaz permettant de diluer l'hydrogène aspiré dans de l'air comprime. 18. Installation according to claims 15 and 17, characterized in that the catalytic reactor (130) is connected to the outlet of the cooling element (120) via a filter module (125) for stopping fine particles entrained, a check valve (126), and a venturi-mixer (127) or other gas / gas device for diluting the hydrogen sucked in compressed air. 19. Installation selon la revendication 16, caractérisée par le fait que l'échangeur de chaleur (140) est un échangeur de type classique, soit direct (colonne à bulles), soit indirect (à condensation), permettant une meilleure valorisation des gaz de combustion. 19. Installation according to claim 16, characterized in that the heat exchanger (140) is a conventional type of exchanger, either direct (bubble column) or indirect (condensing), allowing a better recovery of gases from combustion. 20. Installation selon l'une des revendications 16 à 19, caractérisée par le fait qu'elle comporte également une unité supplémentaire de récupération de chaleur (150) utilisant la suspension métal-eau résultant de la réaction de décomposition de l'eau, ladite unité supplémentaire comportant un échangeur (151) de type classique, par exemple un échangeur cylindrique coaxial. 20. Installation according to one of claims 16 to 19, characterized in that it also comprises an additional heat recovery unit (150) using the metal-water suspension resulting from the decomposition reaction of water, said additional unit comprising a heat exchanger (151) of conventional type, for example a coaxial cylindrical exchanger. 21. Installation selon la revendication 20, caractérisée par le fait que l'échangeur (151) de l'unité supplémentaire (150) est relié au réacteur (102) ou à l'un au moins des réacteurs du générateur d'hydrogène (100) par l'intermédiaire d'un module de précipitation-filtration (152), la canalisation (155, 156) d'eau traversant ledit échangeur étant reliée à l'entrée de l'échangeur de chaleur (140) prévu en aval de l'unité de combustion (130) pour permettre ainsi un préchauffage d'une partie du fluide primaire dudit échangeur (151) de l'unité supplémentaire (150). 21. Installation according to claim 20, characterized in that the exchanger (151) of the additional unit (150) is connected to the reactor (102) or to at least one of the hydrogen generator reactors (100). ) via a precipitation-filtration module (152), the pipe (155, 156) of water passing through said heat exchanger being connected to the inlet of the heat exchanger (140) provided downstream of the combustion unit (130) to thereby preheat a portion of the primary fluid of said exchanger (151) of the additional unit (150). 22. Installation selon la revendication 21, caractérisée par le fait qu'un venturi à émulsion (160) est prévu en amont de l'échangeur de chaleur (140) prévu en aval de l'unité de combustion (130), auquel arrive la canalisation d'eau (155, 156) traversant l'échangeur (151) de l'unité supplémentaire (150), une pompe de recirculation (170) étant en outre prévue, de préférence en amont dudit venturi à émulsion. 22. Installation according to claim 21, characterized in that an emulsion venturi (160) is provided upstream of the heat exchanger (140) provided downstream of the combustion unit (130), to which the water pipe (155, 156) passing through the exchanger (151) of the additional unit (150), a recirculation pump (170) being further provided, preferably upstream of said emulsion venturi. 23. Installation selon l'une des revendications 16 à 22, dans laquelle le fluide réactif régénérable est constitué par une suspension de poudre d'aluminium dans l'eau, caractérisée par le fait qu'elle comporte un premier réacteur (101) comportant inférieurement une entrée (110) d'alimentation en continu en fluide réactif régénérable et une entrée supplémentaire (111) d'alimentation en soude, et un deuxième réacteur (102) en série avec ledit premier réacteur et présentant inférieurement une sortie (115) de soutirage en continu des produits de la réaction.  23. Installation according to one of claims 16 to 22, wherein the regeneratable reactive fluid is constituted by a suspension of aluminum powder in water, characterized in that it comprises a first reactor (101) comprising inferiorly an inlet (110) continuously supplying regenerable reactive fluid and an additional inlet (111) for supplying sodium hydroxide, and a second reactor (102) in series with said first reactor and having a lowering outlet (115) continuously the products of the reaction.
FR9001828A 1990-02-15 1990-02-15 REGENERABLE REACTIVE ENERGY STORAGE FLUID, AND HYDROGEN PRODUCTION AND USE FACILITY USING SUCH A FLUID. Expired - Fee Related FR2658181B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9001828A FR2658181B1 (en) 1990-02-15 1990-02-15 REGENERABLE REACTIVE ENERGY STORAGE FLUID, AND HYDROGEN PRODUCTION AND USE FACILITY USING SUCH A FLUID.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9001828A FR2658181B1 (en) 1990-02-15 1990-02-15 REGENERABLE REACTIVE ENERGY STORAGE FLUID, AND HYDROGEN PRODUCTION AND USE FACILITY USING SUCH A FLUID.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2658181A1 true FR2658181A1 (en) 1991-08-16
FR2658181B1 FR2658181B1 (en) 1992-06-19

Family

ID=9393759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9001828A Expired - Fee Related FR2658181B1 (en) 1990-02-15 1990-02-15 REGENERABLE REACTIVE ENERGY STORAGE FLUID, AND HYDROGEN PRODUCTION AND USE FACILITY USING SUCH A FLUID.

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2658181B1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002014213A2 (en) * 2000-08-14 2002-02-21 The University Of British Columbia Hydrogen generation from water split reaction
WO2002014214A1 (en) * 2000-08-18 2002-02-21 Valery Armenakovich Grigoryan Method for producing hydrogen and heat energy
WO2004071950A1 (en) * 2003-02-11 2004-08-26 Zakrytoye Aktsionernoye Obschestvo 'firma Rikom Spb' Method for producing hydroxides or aluminium oxides and hydrogen and device for carrying out said method
WO2009046471A1 (en) * 2007-10-08 2009-04-16 Alvatec Alkali Vacuum Technologies Gmbh Suspension for hydrogen generators
EP2271582A1 (en) * 2008-04-02 2011-01-12 Cedar Ridge Research, Llc Aluminum-alkali hydroxide recyclable hydrogen generator
FR3004246A1 (en) * 2013-04-09 2014-10-10 Commissariat Energie Atomique THERMOCHEMICAL STORAGE SYSTEM HAVING IMPROVED STORAGE EFFICIENCY
WO2020245720A1 (en) * 2019-06-05 2020-12-10 Sunergy Silicon powder composition for hydrogen production
WO2021084204A1 (en) * 2019-10-29 2021-05-06 Prodose Method for producing a hydrogen-generating fuel, hydrogen-generating fuel obtained, method for producing hydrogen from the fuel, device for carrying out the production method, method for operating the device, and hydrogen-based fuel obtained by means of the hydrogen production method
EP3873661A4 (en) * 2018-10-30 2022-07-27 Clean Water Ventures, Inc. Method and apparatus for water purification using continuous hydrothermal oxidation regime

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0055330A1 (en) * 1980-12-31 1982-07-07 International Business Machines Corporation A process for generating energy in the form of heat and hydrogen

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0055330A1 (en) * 1980-12-31 1982-07-07 International Business Machines Corporation A process for generating energy in the form of heat and hydrogen

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002014213A2 (en) * 2000-08-14 2002-02-21 The University Of British Columbia Hydrogen generation from water split reaction
WO2002014213A3 (en) * 2000-08-14 2002-04-11 Univ British Columbia Hydrogen generation from water split reaction
US6582676B2 (en) 2000-08-14 2003-06-24 The University Of British Columbia Hydrogen generation from water split reaction
WO2002014214A1 (en) * 2000-08-18 2002-02-21 Valery Armenakovich Grigoryan Method for producing hydrogen and heat energy
WO2004071950A1 (en) * 2003-02-11 2004-08-26 Zakrytoye Aktsionernoye Obschestvo 'firma Rikom Spb' Method for producing hydroxides or aluminium oxides and hydrogen and device for carrying out said method
WO2009046471A1 (en) * 2007-10-08 2009-04-16 Alvatec Alkali Vacuum Technologies Gmbh Suspension for hydrogen generators
EP2271582A1 (en) * 2008-04-02 2011-01-12 Cedar Ridge Research, Llc Aluminum-alkali hydroxide recyclable hydrogen generator
EP2271582A4 (en) * 2008-04-02 2014-01-22 Cedar Ridge Research Llc Aluminum-alkali hydroxide recyclable hydrogen generator
US9061261B2 (en) 2008-04-02 2015-06-23 Cedar Ridge Research, Llc Aluminum-alkali hydroxide recyclable hydrogen generator
FR3004246A1 (en) * 2013-04-09 2014-10-10 Commissariat Energie Atomique THERMOCHEMICAL STORAGE SYSTEM HAVING IMPROVED STORAGE EFFICIENCY
WO2014166882A1 (en) * 2013-04-09 2014-10-16 Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives Thermochemical storage system with improved storage efficiency
EP3873661A4 (en) * 2018-10-30 2022-07-27 Clean Water Ventures, Inc. Method and apparatus for water purification using continuous hydrothermal oxidation regime
WO2020245720A1 (en) * 2019-06-05 2020-12-10 Sunergy Silicon powder composition for hydrogen production
WO2021084204A1 (en) * 2019-10-29 2021-05-06 Prodose Method for producing a hydrogen-generating fuel, hydrogen-generating fuel obtained, method for producing hydrogen from the fuel, device for carrying out the production method, method for operating the device, and hydrogen-based fuel obtained by means of the hydrogen production method

Also Published As

Publication number Publication date
FR2658181B1 (en) 1992-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104925755B (en) Hydrogen purification devices protection system and method based on methanol-water hydrogen production system employing reforming technology
US9139432B1 (en) Apparatus for decomposing water and releasing hydrogen
CN1274585C (en) Method of hydrogen generation for fuel cell applications and a hydrogen-generating system
TWI260344B (en) A method of operating a hydrogen-fueled device
FR2658181A1 (en) Regenerable reactive fluid for energy storage, and plant for the production and use of hydrogen using such a fluid
TW201026600A (en) Catalytic system for generating hydrogen by the hydrolysis reaction of metal borohydrides
WO2000078899A1 (en) Catalytic cellulignin fuel
WO2007002039A2 (en) Physiochemical pathway to reversible hydrogen storage
FR2827591A1 (en) Incineration of hydrocarbons to produce a gas rich in hydrogen which can be used in a fuel burner
CN114408866B (en) Methane steam reforming reaction device based on high-purity gas product full recovery and use method thereof
CN100581989C (en) Method for producing hydrogen gas and methanol using solar energy
GB2491355A (en) Metal and sodium hydr(oxide) composite powder for hydrogen generation
RU2232710C1 (en) Hydrogen generator
CA3000902C (en) Use of a magnesium-based material for producing dihydrogen or electricity
EP2694884B1 (en) Solar system for reproducing the effect of a combustion flame
CN103204468A (en) Portable hydrogen generator
WO2017094603A1 (en) Method for producing high-pressure hydrogen
Kaur et al. A Critical Assessment of Aluminium-Water Reaction for On-Site Hydrogen-Powered Applications
EP0014648A1 (en) Process for the simultaneous and economic production of energy sources, fresh water and by-products from aqueous substances and an energy source
EP2288574B1 (en) System for the autonomous generation of hydrogen for an on-board system
WO2003097524A1 (en) Method for producing pure gases, in particular hydrogen and oxygen
JP2009234829A (en) Method and apparatus for recycling magnesium hydroxide
WO2022189759A1 (en) Storage and production of dihydrogen by a suspension of metal hydride particles in liquid alkali metal alloys
Pitcher Solid lithium hydride as a hydrogen source for fuel cells
US20240158226A1 (en) Generating hydrogen as fuel for engines and/or to produce electricity for oilfield applications

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse