FR3031515A1 - Procede de stockage et de production d'energie par reduction et oxydation de particules d'aluminium - Google Patents

Abstract

Procédé de production et de stockage d'énergie utilisant des particules métalliques, préférentiellement en aluminium, de taille comprise entre 2nm et 800µm pour produire de l'énergie thermique, du dihydrogène, du monoxyde de carbone, par oxydation desdites particules dans un spray éventuellement au sein d'un plasma de gaz ionisé et pour stocker de l'énergie par réduction d'oxyde métallique, préférentiellement de l'alumine, en particules de métal, préférentiellement d'aluminium, de taille comprise entre 2nm et 800µm conservées dans un milieu de stockage liquide ou gazeux, les particules étant passivées soit par une couche d'oxyde, soit par le milieu de stockage.

Description

1 PROCÉDÉ DE STOCKAGE ET DE PRODUCTION D'ÉNERGIE PAR RÉDUCTION ET OXYDATION DE PARTICULES D'ALUMINIUM. Introduction Le stockage de l'énergie électrique reste un des principaux challenges dans les modes de production d'énergies renouvelables alternatives, notamment solaire et éolien. En effet, dans ces modes de production, la ressource solaire ou éolienne n'est généralement pas en phase avec la demande en énergie. Il se pose alors le problème de stocker efficacement l'énergie.

Cette problématique est identique pour les véhicules électriques qui doivent stocker avec un haut rendement l'énergie électrique. Parmi les modes de stockage, le stockage en énergie chimique dans les batteries est le plus utilisé, toutefois les batteries traditionnelles au plomb moins coûteuses sont très polluantes et présentent de faibles rendements de conversion. De plus, le rendement de ces batteries faiblissent à l'utilisation. Des batteries plus efficaces mettant en jeux des éléments rares sont de plus en plus utilisées, mais ces batteries restent très coûteuses, et leur production ainsi que leur recyclage très polluants. Les réserves mondiales en éléments rares entrant dans la fabrication de ces batteries ne permettent pas d'envisager une utilisation pour le stockage de l'énergie à l'échelle d'une population, ni même pour le stockage de l'énergie électrique de véhicule à l'échelle planétaire. Un nouveau type de stockage de l'énergie dans des sels fondus est actuellement utilisé pour les centrales thermosolaire, bien que représentant une alternative intéressante au stockage traditionnel dans des piles, cette méthode de stockage est limitée aux technologies thermiques et présente un rendement de conversion faible. De plus, les installations sont de taille importante et difficilement miniaturisables. Le stockage de l'énergie électrique par production de dihydrogène, qui sera par la suite brûlé dans des turbines ou des moteurs pour produire une énergie électrique ou mécanique, ou encore convertie en énergie électrique dans des piles à combustion, semble une des solutions les plus prometteuses pour le stockage de l'énergie, notamment renouvelable. Néanmoins, la production de dihydrogène et le stockage de celui-ci restent encore problématiques. La majeure partie du dihydrogène produit dans le monde provient de l'utilisation du pétrole, ce qui n'en fait pas une énergie renouvelable pour l'instant.

Une première centrale solaire réalisée en Corse stocke l'énergie électrique en dihydrogène par électrolyse de l'eau de mer. Cet hydrogène étant utilisé ultérieurement pour produire de l'électricité à la demande grâce à une pile à combustion. En plus du rendement de conversion médiocre pour l'électrolyse, se pose le problème du stockage de l'hydrogène à grande échelle, la molécule de dihydrogène étant extrêmement 40 petite, la plupart des réservoirs conçus pour le stocker fuit à plus ou moins long terme, ce qui explique en partie le faible développement des technologies à hydrogène. De nouvelles formes de stockage de l'hydrogène sont en cours de développement, notamment solide sous forme d'hydrure de métaux alcalin tel que de Mg ou le Na. Mais ces composés ne diminuent pas la dangerosité de l'hydrogène, en effet, les hydrures 45 sont souvent pyrophoriques, et le gaz hydrogène est quant à lui extrêmement inflammable. Une solution envisageable pour l'utilisation de l'hydrogène consisterait donc à le préparer extemporanément, à partir de l'eau par exemple, juste avant son utilisation. L'énergie nécessaire à la production d'hydrogène étant apportée par une réaction d'oxydo50 réduction, par exemple avec un métal alcalin tel qué Mg, NA, K etc, le métal oxydé étant régénéré ultérieurement par exemple à partir d'un laser très énergétique, cette hypothèse a été imaginée dans le cadre du projet laser solaire développé pour régénérer l'oxyde de magnésium.

55 Toutefois, les métaux alcalins ne se prêtent guère au stockage de l'énergie en raison de leur dangerosité et de leur extrême réactivité. En revanche, l'aluminium avec un potentiel redox de 1,61 , pourrait être un bon candidat car beaucoup moins réactif.

3031515 2 Mais l'aluminium très réactif vis-à-vis de l'eau ou l'oxygène de l'air, est très vite passivé par une couche d'alumine A1203 de 10 nanomètres d'épaisseur. Cette propriété rend difficile une oxydation en profondeur d'objet en aluminium et donc une récupération de toute l'énergie d'oxydoréduction. D'autre part, l'énergie nécessaire pour régénérer l'aluminium 5 par réduction par les techniques d'électrolyse classique d'alumine A1203 est de 13 ,5MWh/ tonne en raison des pertes par effet Joule, alors qu'en théorie elle ne devrait être que de 5,56 MWh/ tonne. Pour contourner ces problématiques limitant l'utilisation de l'aluminium comme support pour stocker et produire de l'énergie, nous proposons une procédé qui permet d'une part, 10 l'oxydation plus complète de l'aluminium en opérant cette oxydation sur des particules d'aluminium, et sous l'action d'une excitation telle que haute fréquence ou micro-ondes, cette oxydation s'opérant éventuellement au sein d'un plasma de gaz ionisé, et d'autre part d'opérer la réduction de l'alumine dans un plasma de gaz, soumis à au moins un champ électrique et/ou magnétique afin de trier les ions positifs d'aluminium des autres ions de 15 plasma. Le procédé tirera profit de systèmes de propulsion ionique à plasma, afin de produire et de trier les ions de d'aluminium. Le procédé peut être appliqué à d'autres métaux que l'aluminium pour obtenir un métal réduit. 20 1) Le procédé comprend dans une première étape, d'une part la génération d'un spray de particules de métal typiquement d'aluminium constituant la phase réductrice, tel que la taille des particules soit préférentiellement comprise entre 2 nm et 800 pm et d'autre part, un oxydant gazeux ou liquide pulvérisé en spray, constituant la phase oxydante, 25 préférentiellement de l'eau, du CO2 ou un mélange de ces deux composés. Au moins une des deux phases sera activée par un moyen d'excitation tel qu'une irradiation électromagnétique, tel qu'un rayonnement laser, rayonnement solaire, micro-ondes, radio fréquence, champ électrique variant à haute fréquence, champ magnétique variant à haute fréquence décharges électriques ou toute combinaison de ces moyens d'excitation.

30 L'activation de la au moins une phase pourra aller jusqu'à atteindre la formation d'un gaz ou d'un plasma tel que l'oxydation du métal soit complète et notamment l'oxydation de l'aluminium en alumine. Lorsque la phase oxydante est du H2O 35 la réaction attendue est 2 Al + 3 H2O -- A1203 + 3 H2 Lorsque la phase oxydante est du CO2 La réaction attendue est 2 Al + 3 CO2 -- A1203 + 3 CO Dans les plasmas les recombinaisons pourront se faire au niveau élémentaire de Al, H, O, 45 C ou des ions ou des radicaux équivalents présents dans les plasmas. Le spray de particules pourra être obtenu à l'aide d'un gaz rare tel que argon, xeon, kripton. Dans certains modes de réalisation, le spray de particules sera réalisé avec le gaz oxydant tel que CO2, H2O, CO vapeur d'eau, un mélange de ces gaz ou encore à partir d'une 50 suspension dans de l'eau des particules de métal. Dans ces cas particuliers, un seul spray mélangeant l'oxydant et le réducteur peuvent être utilisés. Dans d'autres modes de réalisation le spray de particule sera obtenu à partir de CO2, alors que la phase oxydante comprendra un spray d'eau ou de la vapeur d'eau, éventuellement du CO, l'eau étant cinq fois plus réactive que le CO2 l'oxydation s'opérera alors essentiellement par l'eau. 55 2) Le procédé comprend dans une deuxième étape la génération d'un spray de particules d'oxydes métalliques typiquement d'alumine, activé en plasma par un moyen tel que irradiation électromagnétique, rayonnement laser, rayonnement solaire, micro-onde, radio 3031515 3 fréquence, champ électrique variant à haute fréquence, champ magnétique variant à haute fréquence, interaction avec des électrons décharges électriques ou toute combinaison de ces moyens. Les éléments activés sont alors soumis à des champs électriques, magnétiques ou une combinaison de ces champs, de manière à séparer les ions positifs du reste des 5 éléments du plasma ou du mélange de particules élémentaires, éventuellement à séparer les ions négatifs des autres éléments du plasma ou du mélange de particules élémentaires. Le spray de particules d'oxydes métalliques, typiquement d'alumine, sera obtenu avec un gaz neutre tel que argon, kripton. l'utilisation de l'argon présente l'avantage de faciliter la 10 formation du plasma grâce à ses propriétés plasmagènes. 3) Dans un mode de réalisation particulier, le réacteur de la première étape comprend un tube Fig1.1 en quartz, céramique ou tout autre matériau perméable aux micro-ondes ou au champ électrique et/ou magnétique tel que carbure de silicium, nitrure de bore, zirconium, 15 peek ect, de diamètre compris entre 1cm et 50 cm préférentiellement de diamètre inférieur à 6 cm. A la base du tube est disposé un dispositif Fig1.2 pour injecter un spray de particules métalliques, typiquement des particules d'aluminium comprises entre 2 nm et 800 ym. Il pourra s'agir d'un simple gicleur, le spray de particules pourra être obtenu à l'aide d'un gaz moteur neutre tel que argon. Dans un mode de réalisation particulier, le gaz 20 pourra être du CO2, Dans certains modes de réalisation un oxydant liquide en spray, tel que l'eau, est introduit par le même gicleur Fig1.2. Dans d'autres modes de réalisation un second gicleur peut être utilisé pour la phase oxydante, cet oxydant peut être du CO2, du CO ou de la vapeur d'eau ou un spray d'eau. Dans d'autres modes de réalisation, de la vapeur d'eau le CO ou le CO2 peut remplacer l'argon comme gaz moteur. Différentes 25 variantes peuvent utiliser un mélange quelconque de ces gaz. 4) dans un mode de réalisation particulier, le tube en quartz ou céramique traverse perpendiculairement au moins un guide d'onde Fig1.3, aux extrémités duquel est fixé au moins un générateur de micro-ondes Fig1.4 ou magnétron tel que les micro-ondes émises 30 traversent le guide d'onde formant le dispositif d'excitation. Les micro-ondes utilisées pourront avoir n'importe quelle valeur dans la gamme des micro-ondes de 1 à 300 GHz. Le guide d'onde pourra avantageusement être remplacé ou complété par un downstream 3 comprenant des pistons de réglage. Les gaz et particules traversant le guide d'onde subissent un échauffement vaporisant les matières, jusqu'à éventuellement les transformer 35 en plasma permettant ainsi l'oxydation complète du métal par des oxydants tel que CO2, H2O, éventuellement CO et la réduction des oxydants, selon l'oxydant utilisé en dihydrogène H2, monoxyde de carbone CO éventuellement carbone et une très grande quantité de chaleur qui sera évacuée dans les gaz produits ou dans les gaz moteurs utilisés pour réaliser les sprays. La chaleur des gaz pourra être récupérée pour produire de l'énergie 40 (électrique, mécanique ect), les gaz produits pourront être turbinés ou utilisés tels que pour l'H2 dans des piles à combustible ou pour d'autres utilisations industrielles. Lorsque le CO2 est utilisé comme oxydant, l'ajout de vapeur d'eau ou d'un spray d'eau au travers d'un venturi (générateur de vide) Fig1.5 disposé par exemple après le guide d'onde, pourra produire du dihydrogène par la réaction suivante/ CO + H2O CO2 + H2 Lorsque du monoxyde de carbone est utilisé comme oxydant 3C0 + --> A1203 + 3C le carbone produit pourra être utilisé comme combustible ou pourra être utilisé dans l'industrie 5) dans certains modes de réalisation le au moins un guide d'onde et le au moins un magnétron seront complétés ou remplacés par au moins un solénoïde enserrant le tube 55 relié à un générateur haute fréquence et permettant d'injecter un champ magnétique variant haute fréquence dans le tube de fréquence comprises entre 10 Hz et 1GHz.

3031515 4 Les particules métalliques permettent l'allumage spontané des plasmas. 6) Dans certains modes de réalisation, un tube en quartz ou céramique Fig1.6 comprend une second tube en quartz ou céramique Fig1.7 tel que le tube Fig1.7 dépasse de part et 5 d'autre du tube Fig1.6. Une des extrémités du tube Fig1.6 est fermée par une paroi Figl .8 qui rejoint la paroi du tube Fig1.7. Au niveau ou à proximité de cette paroi est disposé le point d'injection des phases oxydantes et réductrices tel que gicleur ou tout autre moyen d'injection. Dans certains modes de réalisation, l'injection se fait au travers d'un venturi (générateur de vide) Fig1.9 dont les trous sont dirigés vers le bas Fig1.10 et disposés en 10 extrémité du tube Fig1.6. A l'autre extrémité du tube Fig1.6 est disposé un système d'ailettes ou d'aubes Fig1.11, obligeant les gaz, sprays ou plasmas se détendant dans le tube Fig1.6 à adopter une circulation en vortex en passant au travers desdites aubes ou ailettes. Le tube Fig1.6 traverse un dispositif d'excitation tel que générateur haute fréquence, guide d'onde Fig1.3 et micro-ondes etc . Le tube Fig1.6 se continue après les aubes par un tube se 15 terminant par un cône Fig1.12. Le tube Fig1.7 continue au-delà des aubes ou ailettes jusqu'au premier tiers du tube Fig1.12 se terminant en cône, ce dernier formant un cyclone. Dans le tube Fig1.7 est disposé un filtre de céramique Fig1.13 capable de capturer des particules d'alumine, par exemple avec des pores de 2 nm de diamètre. Lorsque les phases oxydante et réductrice sont injectées dans le tube Fig1.6 en traversant le 20 dispositif d'excitation les réducteurs et/ou oxydants sont activés éventuellement jusqu'à former un plasma entraînant l'oxydation du métal typiquement l'aluminium en alumine. Les gaz, plasmas et particules d'oxyde déjà formés ou particules de métal non vaporisées ou non oxydées, sont entraînés en formant un vortex dans le tube Fig1.12 conique au travers des aubes Fig1.11 . Au fond du tube conique Fig1.12 une colonne de gaz remontant 25 se forme, captée par le tube Fig1.7, les particules les plus grandes sont piégées au fond du cône du tube Fig1.12. Le gaz remontant dont la composition dépend de la phase oxydante et du gaz moteur (H2, CO, He, argon, gaz moteur etc.), capté par le tube Fig1.7 de sortie de cyclone, et filtré par le filtre Fig1.13, éliminant ainsi toutes les particules de taille supérieure aux pores du filtre. En traversant à nouveau le dispositif d'excitation le métal 30 d'aluminium non oxydé peut encore être oxydé. Le dihydrogène et/ou monoxyde de carbone qui traversent de nouveau le dispositif d'excitation seront à nouveau échauffés par les micro-ondes ou le champ variant et formeront un plasma permettant d'éliminer les éventuelles particules restées inoxydées transportées avec le gaz remontant. Le cyclone permettant de renvoyer (7) le gaz pour traverser la source d'excitation au niveau de 35 laquelle la réaction d'oxydation des particules est réalisée afin de refroidir cette zone et de surchauffer le gaz. La réaction d'oxydoréduction est très exothermique, particulièrement les réactions entre le H20 et Al mais aussi celle entre CO2 et Al . Une fois initiées, ces réactions 40 s'autoentretiennent. Le gaz remontant dans Fig1.7 absorbera l'excédant de chaleur permettant de réguler la température du réacteur. Dans certains modes de réalisation le gaz moteur, ou la phase oxydante, ou les deux, circule dans au moins un échangeur Fig1.14 disposé au niveau du tube conique Fig1.12, avant d'être envoyé dans le dispositif d'injection.

45 Cet échangeur permet de refroidir le gaz du vortex avant sa remontée et de préchauffer la phase oxydante et/ou réductrice. Des échangeurs supplémentaires par exemple à eau peuvent être disposés au niveau du tube conique Fig1.12 pour récupérer la chaleur à ce niveau sous forme de vapeur par exemple. Cette vapeur pourra être utilisée pour produire de la chaleur ou du froid. 50 7) Dans un mode de réalisation particulier le tube Fig1.6 est remplacé par deux tubes emboîtés Fig1.15 et Fig1.16, une surface annulaire Fig1.17 reliant une extrémité de tube Fig1.15 à la paroi du tube Fig1.7 tel que les parois des tubes Fig1.15 et Fig1.7 forment une chambre annulaire. Une paroi circulaire 18 relie l'autre extrémité du tube Fig1.15 à l'extrémité contiguë du tube Fig1.16 de manière à clore l'espace entre les deux tubes. Les moyens d'injection des phases oxydantes et réductrices sont disposés sur cette paroi Fig1.18 ou au niveau de cette paroi quand il s'agit de venturi (générateur de vide) Fig1.9. Pour cette dernière solution les trous du venturi (générateur de vide) sont dirigés vers le 3031515 5 haut. Un système d'ailettes ou aubes relie l'extrémité du tube Fig1.16 à la paroi du tube Fig1.7 afin de définir l'entrée Fig1.11 du cyclone à vortex formé par le tube Fig1.12. Le système de tubes emboîtés peut être répété plusieurs fois pour former un circuit de tube annulaire serpentant au travers du moyen ou dispositif d'excitation. 5 8) Le stockage de l'énergie, consiste à réduire de l'alumine en particule d'aluminium, en vaporisant l'alumine sous forme de spray dans un plasma de gaz préférentiellement d'argon, d'hélium activé en plasma par un moyen tel que irradiation électromagnétique, rayonnement laser, rayonnement solaire, micro-ondes (Fig2.3), radio fréquence, champ 10 électrique variant à haute fréquence, champ magnétique variant à haute fréquence, décharges électriques. Dans un mode de réalisation particulier de l'étape de stockage de l'énergie par la réduction de l'oxyde de métal typiquement l'alumine en aluminium, le réacteur comprend un tube en quartz, céramique ou tout autre matériau perméable aux micro-ondes ou au champ électrique et/ou magnétique Fig2.1 tel que carbure de silicium, 15 nitrure de bore, zirconium, peek etc, de diamètre compris entre lcm et 50 cm préférentiellement de diamètre inférieur à 6 cm. A la base du tube est disposé un dispositif pour injecter Fig2.2 un spray de particules d'oxyde métallique, typiquement des particules d'alumine comprise entre 2 nm et 800 pm. Il pourra s'agir d'un simple gicleur, au encore de système de venturi (générateur de vide). Le spray de particules pourra être obtenu à l'aide 20 d'un gaz moteur neutre tel que l'argon, le xéon, le kripton, l'hélium ou par le dihydrogène. Dans un mode de réalisation particulier le gaz moteur pourra être complété par un gaz de gainage par exemple de l'argon, de l'hélium ou du dihydrogène Fig2.18. Le tube traverse au moins un dispositif d'excitation de plasma Fig2.3,4, tel que micro-ondes, champ électrique ou magnétique variant à haute fréquence, excitation électronique, rayonnement 25 électromagnétique etc, par exemple le dispositif d'excitation de plasma, guide d'onde et magnétron, tel que le tube traversant ledit dispositif d'excitation, un plasma s'allume à partir du spray de particules et de gaz. Pour permettre au plasma de s'allumer plus facilement, est ajouté au spray d'oxyde de métal tel que d'alumine, un pourcentage de particules de métal déjà réduit tel que des particules d'aluminium. Préférentiellement le 30 pourcentage de particules d'aluminium sera inférieur à 10 %. Sous l'excitation les particules de métal allumeront le plasma. Après le dispositif d'excitation, le tube subit une bifurcation pour former un Y Fig2.19. Sur chaque branche du Y est disposée une électrode creuse formant de préférence un cône inversé percé. Une des électrodes est reliée au pôle positif d'un générateur pour former une anode Fig2.20, l'autre est reliée au pôle négatif d'un 35 générateur pour former une cathode Fig2 21, par exemple une différence de potentiel de 15 kV sera maintenue entre les deux électrodes, cette différence de potentiel sera préférentiellement ajustable en fonction de la température du plasma et de la vitesse du gaz. Après pulvérisation du spray en gaz et ionisation dudit gaz en plasma, les ions positifs ou cations tels que que Al3+ seront attirés par la cathode creuse et la traverseront. Au 40 passage de la cathode, ces ions pourront éventuellement capturer un électron pour produire un métal réduit tel que Al. Les ions négatifs typiquement 0- seront attirés par l'anode creuse et la traverseront, au passage les ions négatifs céderont un électron à l'anode et pourront se recombiner en composés tel que 02. Le gaz moteur ou de gainage tel que argon, xéon, helium, seront ionisés également, étant particulièrement inertes, ces éléments 45 seront neutralisés simplement aux électrodes. Afin de mieux filtrer les ions deux tores magnétiques, tel une bobine enroulée autour d'un anneau Fig2.22 ou enroulée en vortex, seront éventuellement disposée en amont de chaque électrode. Le courant circulant dans la bobine en amont de la cathode sera tel qu'il générera un champ magnétique entraînant les charges positives à passer au centre du tore ou du vortex magnétique et refoulant les 50 charges négatives. Inversement, le courant circulant dans la bobine en amont de l'anode sera telle qu'il générera un champ magnétique entraînant les charges négatives à passer au centre du tore ou du vortex magnétique et refoulant les charges positives. En aval de chaque électrode sera éventuellement disposée une grille métallique au travers du conduit au même potentiel que l'électrode Fig2.23, cette grille permet de neutraliser les 55 éléments qui ne l'ont pas été par l'électrode. Des réactions indésirables peuvent se produire à la cathode notamment la présence de 0+, de 0. , ou encore de H+ si il y a utilisation de dihydrogène. Ces éléments pourront générer des interactions indésirables avec l'aluminium formé et oxyder une partie de celui-ci en 3031515 6 alumine. Pour augmenter le rendement la sortie de la cathode peut être branchée à l'entrée d'un dispositif identique de manière à répéter la sélection d'ions positifs Fig2.24. 9) Dans un mode de réalisation particulier du réacteur de l'étape de réduction de l'oxyde de 5 métal, une électrode annulaire positive Fig2.25 est disposée au niveau de l'injection des sprays d'oxyde de métal et un émetteur d'électron tel que un canon à électrons Fig2.26a, une THT, injecte des électrons dans le plasma ou autour du plasma. Dans d'autres modes de réalisation le canons à électron 26b est disposé au niveau de 10 1 'injection du spray de manière à ce que le jet d'électron travers le plasma 10) Dans certains modes de réalisation le spray comprend en plus des particules d'alumine, des particules choisies parmi des cristaux de fluorure de sodium NaF (5à10 % massique) de 2nm à 800pm, des cristaux de fluor de potassium KF (5 à10 % massique) de 2nm à 15 800pm, des cristaux de fluorure d'aluminium A1F3 (5 à 10% massique) de 2nm à 800pm, des particules de cryolite Na3A1F6 de 2nm à 800pm, des cristaux de chlorure de sodium NaC1 (5 à10 % massique) de 2nm à 800pm, Des cristaux de chlorure d'aluminium AlC13 (5 à 10 % massique) de 2nm à 800pm, des particule de carbone de 2nm à 800pm 20 Les anions fluorure et/ou chlorure apportés au plasma aident à la décomposition de A1203 en A13+ et 0-. Les cations sodium ou potassium collectionnés à la cathode en même temps que le Al3+ permettent d'améliorer le rendement Al réduit notamment en capturent le 0+ . 25 11) dans certains modes de réalisation l'argon est complété de dihydrogène et/ou d'helium 12) dans certains modes de réalisation l'alumine est mélangée avec une combinaison quelconque de NaF, KF, A1F3, A1C13, Na3A1F6,NaC1, C dans des proportions variant par 30 exemple de 0 à 50 % massique. Le mélange est monté à une température supérieure à 950 °C, afin d'obtenir un sel fondu hétérogène ou un sel partiellement fondu hétérogène. Puis le mélange liquéfié est injecté en spray dans le réacteur de l'étape de réduction de l'oxyde de métal. Le préchauffage peut être réalisé par induction, par l'action d'un champ magnétique ou 35 électrique variant à haute fréquence, par la convection d'une rayonnement solaire ou par une combinaison de ces moyens. 13) Dans un mode de réalisation particulier du réacteur de l'étape de réduction de l'oxyde de métal, typiquement l'alumine en aluminium, après le dispositif d'excitation de plasma 40 Fig2.3, le tube du réacteur forme une croix fig2.27. A chaque branche horizontale de la croix, est disposée une électrode creuse fig2.20-21 formant par exemple un cône inversé percé. Eventuellement en amont de chaque électrode est disposé un tore magnétique Fig2.22 tel que bobine enroulée autour d'un anneau ou enroulé en vortex et éventuellement aval de l'électrode une grille reliée à l'électrode Fig2.23. Dans certains modes de réalisation 45 les deux branches de la croix peuvent être relevées pour former un Y Fig5.27. A partir de la croix Fig2.27,Fig5.27 le tube du réacteur se continue. Après la formation du plasma au niveau du dispositif d'excitation, les ions positifs seront attirés par la cathode et éventuellement le tore en amont de ladite cathode, les ions négatifs seront attirés par l'anode et éventuellement le tore en amont de ladite anode. Les éléments neutres 50 continueront leur parcours dans le prolongement de la partie haute de la croix formant le conduit des éléments neutres Fif2.28, Fig5 .28. Les ions chargés pourront être neutralisés à l'occasion de leur passage dans les électrodes creuses, ou par leur passage dans les grilles placées en aval des susdites électrodes creuses. Dans certains modes de réalisation des canons à électrons disposés en aval des électrodes creuses 26 pourront injecter des 55 électrons dans le conduit du bras de la croix en aval des électrodes creuses pour neutraliser les espèces. Dans un mode de réalisation particulier le conduit des éléments 28 neutres se courbe et se 3031515 7 continue pour être connecté à l'entrée d'un propulseur électrique ou magnétique, tout type de propulseur électrique ou magnétique peuvent convenir, pour exemple nous décrirons le cas d'un propulseur à effet Hall Fig2.29,Fig5.29. Différentes complexités de propulseur à effet Hall existe, pour les besoins de la description 5 il a été choisi un propulseur simple, mais d'autres propulseurs plus complexes peuvent convenir. Le propulseur à effet de Hall comprend deux cylindres imbriqués en céramique Fig3.30- 31. Toute sorte de céramique perméable à un champ magnétique ou à un champ électrique peuvent convenir sans être exhaustif, nitrure de bore , zirconium, carbure de silicium etc.

10 Dans un mode de réalisation préférentiel le cylindre extérieur Fig3.31 sera la paroi du conduit des élément neutres. A l'intérieur du cylindre de céramique le plus interne Fig3.30 est disposé un bobinage Fig3.32 et à l'extérieur du cylindre le plus externe est disposé un autre bobinage Fig3.33 tel que lorsque lesdits bobinages sont parcourus par un courant électrique, ils génèrent un champ magnétique radial entre les bobinages intra et extra 15 cylindre. Au fond de l'espace inter-cylindrique est disposée une anode annulaire Fig3.34 percée de trous. Cette anode représente l'entrée du réacteur à effet Hall. Une cathode Fig3.35 éventuellement creuse se trouve en retrait du cylindre externe. Un piquage et une bifurcation du conduit des éléments neutres permettent l'implantation de ladite cathode. Une partie des électrons éjectés de la cathode se dirigent vers l'anode et sont piégés par les 20 ligne du champ magnétique autour du quelle ils s'enroule et qui les font voyager entre les deux cylindres. Certains de ces électrons suivent une trajectoire qui les fait passer de ligne de champ en ligne de champ, formant ainsi les courants de hall. Les électrons voyageant entre les deux cylindres et les électrons de Hall généreront des chocs avec les atomes d'aluminium provenant du plasma, mais aussi avec les molécules ou éventuellement les 25 particules d'alumine résiduelles provenant du plasma produit par le dispositif de d'excitation de plasma. En effet, durant leur passage dans le plasma les particules d'alumine sont réduites en éléments neutres ou ionisés, toutefois il peut subsister dans le plasma des molécules d'alumine ou des particules incomplètement vaporisées. Les chocs avec les électrons dans le réacteur de Hall auront pour effet de ioniser les atomes et les molécules 30 d'alumine, les molécules d'alumine impactées auront tendance à se décomposer. Les cations formés seront expulsés hors du propulseur de Hall par le champ électrique de l'anode, un certain nombre de cations seront neutralisés et continueront une course rectiligne, les cations non neutralisés seront déviés vers l'anode creuse Fig2.36. Dans un mode de réalisation particulier, un canon à électrons générera les électrons Fig3.37 du 35 propulseur de Hall, pour l'ionisation et une cathode creuse éventuellement en cône Fig3.36 formera un piège à cations disposé de préférence à 180° ou à90° du canon à électrons. Le canon à électrons pourra comprendre une THT de 15KV. En amont de la cathode creuse formant le piège à cations Fig2.36, Fig3.36, un tore Fig2.22, Fig3.22 tel que un bobinage enroulé autour d'un cylindre ou en vortex sera disposé devant l'électrode de piège 36. Le 40 courant circulant dans le tore sera tel qu'il conduise les cations à passer au centre du tore et repousse les anions ou électrons. Dans un mode de réalisation particulier, en aval de l'électrode de capture pourra être disposée une grille Fig3 .23 et éventuellement un deuxième canon à électrons permettant de neutraliser les cations. L'ionisation atteindra non seulement les métaux tel que Al mais aussi les gaz moteurs et 45 l'oxygène amené par l'oxyde. Seuls les cations seront éjectés du propulseur de Hall, possiblement Al3+, Ar+, 0+ éventuellement H+ si il est présent. L'argon étant un gaz noble il se neutralisera sans réagir, en revanche Al3+ et 0+ après neutralisation, peuvent réagir l'un sur l'autre. Toutefois, O étant beaucoup plus électronégatif que Al, la production de 0+ sera minimisée par rapport à celle de Al3+, et 0+ sera neutralisé 50 beaucoup plus rapidement que Al3+ laissant le temps de collecter Al3+ au niveau de l'électrode creuse de capture des cations. 14) Dans un mode de réalisation particulier du réacteur de l'étape de réduction de l'oxyde de métal, typiquement l'alumine en aluminium, après la formation des différents plasmas, 55 les éléments neutres en sortie du moyen d'excitation et/ou du propulseur électrique ou/et magnétique seront reconduits vers le dispositif de génération de plasma Fig2.A de manière à générer une boucle au travers d'un conduit courbe Fig2.37, FigS qui débouche par exemple dans l'entrée d'un venturi (générateur de vide) Fig2.9 disposé en dessous du 3031515 8 moyen d'excitation. 15) dans certains modes de réalisation les conduits de captation de l'aluminium réduit peuvent être reliés à l'entrée d'un second réacteur de l'étape de réduction de l'oxyde de 5 métal pour un deuxième cycle de réduction/sélection de l'aluminium. Dans un mode de réalisation particulier les conduits de captation de l'aluminium Fig4.38- 39 réduits se réunissent en un seul conduit. Le conduit débouche tangentiellement à un cyclone Fig4.40 de diamètre préférentiellement compris entre 1 et 20 centimètres en un 10 matériau présentant une bonne conductivité thermique tel que cuivre, carbure de silicium, talium ou tout autre matériau compatible pour réaliser un échange thermique. A l'extrémité basse du cyclone est disposé un robinet Fif4.41, au premier tiers du cyclone est disposé un tuyau de captation des gaz remontant Fig4.42. Le cyclone est disposé dans une enceinte d'échangeur Fig4.43 dans laquelle circule à contre-sens un gaz, préférentiellement de 15 l'argon Fig4.44. La température du gaz de l'échangeur sera ajustée de manière à ce que l'aluminium soit refroidi à une température inférieure à 2000 °c et supérieure à 660°C de manière à le liquéfier. La sortie du tube des gaz remontant du cyclone Fig4.42 sera maintenue strictement entre 660°C et 800°C; Un filtre de céramique avec des pores inférieurs à 2nm Fig4.13 sera par exemple disposé à cette sortie de manière à forcer la 20 liquéfaction de l'aluminium. Des capteurs de température et de niveau seront introduits au niveau du cyclone. Lorsque du liquide est présent dans le cyclone la vanne électrique est ouverte, un filet d'aluminium liquide s 'écoulera alors. Ce filet peut être coulé en lingot. 16) Dans un mode de réalisation préférentiel, le filet d'aluminium s'écoule sur une plaque 25 de céramique maintenue à une température comprise entre 660°C et 700 °C. La plaque de céramique est reliée à une cellule piézoélectrique, de manière à générer des vibrations ultrasoniques comprises par exemple entre 16 kHz à 10 000 kHz. Au contact de la plaque le filet est fragmenté en micro-gouttelettes et/ou nano-gouttelettes en fonction de la fréquence d'ultrasons appliquée à la plaque. Un jet d'argon à 660 °C chasse les gouttelettes 30 de la plaque, un deuxième jet d'argon froid emporte les gouttelettes en spray en les refroidissant. Les nano-particules ainsi préparées sont alors stockées dans un conteneur éventuellement dans de l'argon ou de l'eau selon le diamètre des particules.

35 Dans un autre mode de réalisation la vanne débouche dans un pommeau dont la base est formée par une plaque en céramique perforée maintenue à une température comprise entre 660°C et 700 °C. Les trous de perforation seront compris entre 2nm et 200 y m par exemple. La plaque du pommeau en céramique est reliée à une cellule piézoélectrique de manière à générer des vibrations ultrasoniques comprises par exemple entre 16 kHz à 10 40 000 kHz. En s'écoulant au travers des trous l'aluminium fondu forme des gouttelettes qui seront hachées selon la fréquence en nano ou micro-gouttelettes d'un diamètre compris entre 2 nm et 200pm. Un jet d'argon à une température comprise entre 660°C et 700°C emporte les gouttelettes en spray . Le spray sera refroidi par incorporation d'un jet d'argon à une température inférieure à 45 660°C. 17) Dans certains modes de réalisation les conduits de captation de l'aluminium Fig4.38-39 réunis en un seul conduit, ou la vanne du cyclone Fig4.40, débouchent dans l'entrée longitudinale d'un venturi (générateur de vide) Fig4.44 dont l'arrivée latérale Fig4.45 est 50 alimentée par de l'argon entre 660 et 700°C à une pression comprise entre 1 et 150 bars. L'aspiration générée par l'effet venturi fragmente l'aluminium liquide en gouttelettes de 2nm à 800pm selon la pression latérale appliquée. Dans certains modes de réalisation la sortie du venturi (générateur de vide) correspond à l'entrée d'un deuxième venturi (générateur de vide)e alimenté latéralement par de l'argon 55 froid à une température inférieure à 660 °C de manière à refroidir les gouttelettes d'aluminium en nano et/ou micro-particules d'une taille comprise entre 2nm et 800 pl m. 18) le spray de particules peut être concentré grâce à un tube à vortex. Le spray de 3031515 9 particules à la sortie d'un venturi alimentera l'entrée latérale d'un tube à vortex à une pression comprise entre 1 et 150 bars. Les particules pourront être fractionnées de manière dichotomique par limite de taille entre la sortie des gaz chauds et des gaz froid, la limite dépendra de la pression d'entrée et du réglage du tube à vortex. 5 19) Dans un mode de réalisation particulier les nano ou micro-particules d'aluminium d'un diamètre compris entre 2 nm et 800 ym seront stockées dans un milieu de stockage tel que l'argon dans un conteneur métallique, polymère, composite, carbone, polyimide ect. Dans d'autres procédés les nano ou micro-particules d'aluminium d'un diamètre compris entre 50 10 nm et 800 kern seront stockées dans un milieu de stockage tel que eau liquide dans des conteneurs de même nature que précédemment. Le stockage dans de l'eau liquide ou dans le CO2 entraînera la passivation de l'aluminium sur une épaisseur de 10 nm avec un dégagement de H2 ou de CO2 qui devra éventuellement être éliminé du conteneur. une couche d'alumine de 5 à 20nm recouvrant les particules. Les particules passivées par une 15 couche d'alumine sont moins sensibles à l'oxydation et beaucoup plus stable ; néanmoins pour être oxydée complètement elle nécessite une activation comme celle décrite précédemment pour initier la réaction. D'autres activations peuvent être envisagées telle que celle par arc électrique produite par exemple par des bougies électriques ou encore par flamme. Néanmoins ces activations ne garantissent pas une oxydation complète des 20 particules telle que obtenue avec les procédés présentés dans cette invention. En revanche, les particules de taille inférieure à 40 nm stockées dans l'argon sont passives dans le gaz de stockage. Ces particules dites passivées par le gaz de stockage sont beaucoup plus réactives, et peuvent peuvent être oxydées complètement par simple exposition à l'oxygène, au dioxyde de carbone ou à l'eau avec ou sans excitation.

25 D'autres gaz de stockage peuvent être utilisés tels que la plupart des gaz rares ou nobles, l'hélium... 20) dans un mode de réalisation particulier le stockage des particules sera réalisé dans un 30 conteneur comportant deux compartiments, un compartiment Fig5.46 comportera les particules par exemple stockées dans un gaz argon à un pression P1 supérieur à la pression atmosphérique, entouré d'un deuxième conteneur Fig5.47 comportant dans l'espace séparent les deux conteneurs, de la poudre d'extincteur de type D Fig5 .48 mise sous pression également par de l'argon. Une vanne Fig5.49 ou un opercule communs tarés pour 35 s'ouvrir ou céder à une certaine pression. En cas de surpression d'un des deux compartiments du conteneur par exemple à une augmentation trop importante de la pression à cause d'incendie. Les vannes ou les opercules cèdent entraînant le mélange dans un spray de particule de métal et de poudre de type extincteur D vers l'extérieur évitent la déflagration et la combustion de l'aluminium. 40 21) Dans certains modes de réalisation un conteneur Fig5.50 comportant une poudre d'extincteur de type D sera placé dans le conteneur comportant les particules d'aluminium, ce conteneur comportera une vanne ou une membrane ou un clapet capable de s'ouvrir si la 45 température ou la pression devenait trop importante dans le compartiment contenant les particules de métal telles que particule d'aluminium, de manière à ce que la poudre de type D et les particules de métal puissent se mélanger. Dans certains modes de réalisation les parois du conteneur, comportant la poudre de type D, ne résistent pas à la chaleur, par exemple elle sera réalisée en un polymère qui se liquéfie à partir d'une température de 50 90°C. 22) Dans un mode de réalisation particulier le réservoir central 46, inclus dans le conteneur contenant une poudre de type D, comporte un piston mobile Fig5.51 le séparant en deux. Le piston comportera des joints garantissant l'étanchéité entre les deux compartiments.

55 D'un côté du piston le réservoir Fig5 .52 sera rempli de poudre d'extincteur de type D et d'un gaz tel que l'argon garantissant une pression P de poussée par exemple de 70 bars. De l'autre côté du piston le réservoir sera rempli de particules de métal tel que l'aluminium dans un gaz tel que l'argon ou le CO2 ou dans une suspension hydraulique ou de CO2 3031515 10 supercritique. La proportion entre la quantité de particules et de gaz ou d'eau sera définie pour que le spray formé ait une densité en particules donnée. Dans certains modes de réalisation un barreau magnétique est introduit dans le compartiment comportant les particules de métal afin de pouvoir créer une agitation dans ce compartiment pour 5 homogénéiser la suspension ou le mélange particules/gaz. Des clapets ou membranes de rupture ou valves de sécurité tarés à une certaine pression Fig5 .53 sont introduits dans le piston, ces dispositifs sont destinés à rompre ou à s'ouvrir si la pression devenait trop importante dans au moins un des compartiments d'une part ou de l'autre du piston, de manière à ce que la poudre de type D et les particules métalliques se mélangent. La 10 structure du réservoir est prévue de telle sorte à se déformer en forme de sphère au-delà d'une certaine pression intérieure de manière à ce que le contenu des deux compartiments puisse se mélanger. Les conteneur décrit ici apporte une solution au stockage et au transport des poudres 15 métalliques, pour qu'elles puissent être utilisées en combustible, par exemple dans les processus décrits dans ce document tout en palliant au risque d'incendie de métal particulièrement important pour des particules d'aluminium. En effet, la double coque que représentent les deux réservoirs emboîtés permet de neutraliser le pouvoir inflammable d'un spray de particules en cas de percement du réservoir. En effet, le réservoir contenant 20 la poudre de type D sera percé en premier, et la poudre de type D se mélangera au spray de métal. Dans le cas d'une surpression due à un échauffement des conteneurs, avant la rupture du conteneur, les vannes de sécurité Fig5.49, libèreront un spray d'un mélange de poudre de type D et de particules métalliques.

25 Le réservoir à piston décrit permet d'une part, de contrôler la pression d'éjection du spray de métal de manière indépendante de formule gaz/particule ou eau/particule du réservoir contenant les particules de métal et il permet également d'apporter une sécurité supplémentaire en cas de surpression dans le réservoir, ou de percement du réservoir. 30 23) dans certains modes de réalisation du réacteur de l'étape de réduction de l'oxyde de métal les dispositifs Fig2.A-B seront mis en série tel que AAA BBB ou encore AB AB ou dans n'importe quelle combinaison. Dans ces conditions, le spray de particules pourra être composé de particules hétérogènes d'un mélange de particules de différents oxydes de métaux, voire de différents métaux. La température des plasmas et des différents champs 35 électriques de chaque étage A ou B pourra être réglée de telle sorte à générer la ionisation d'éléments spécifiques pour chaque étage, et la sélection d'ions spécifiques permettant de trier les éléments dans un mélange d'oxyde de métal ou de métal. 18) Dans un mode de réalisation particulier, un faisceau de lumière infrarouge ou ultra 40 violette sera convergé au centre du réacteur dans la zone d'excitation du plasma au travers d'un hublot Fig2.54 de manière à avoir une double source d'excitation et d'échauffement du plasma, dans ces conditions le tube du réacteur sera en quartz ou en saphir. Dans d'autres modes de réalisation, un rayonnement solaire concentré conditionné par exemple dans une fibre otique ou un guide d'onde circulaire en chrome, tantale plaqué 45 chrome ou en céramique plaqué chrome guidera la lumière solaire jusqu'au centre du réacteur.

3031515 11 LEGENDES DE L'ENSEMBLE DES FIGURES 5 1) tube réacteur en quartz, céramique ou tout autre matériau 2) dispositif pour injecter un spray de particules métalliques, nébuliseur, gicleur etc. 3) downstream ou guide d'onde 10 4) micro-ondes 5) venturi (générateur de vide) 6) tube externe en quartz ou céramique 7) tube interne en quartz ou céramique 8) paroi fermant l'extrémité du tube 6 et qui rejoint la paroi du tube 7 15 9) venturi (générateur de vide) d'injection 10) sens gaz venturi (générateur de vide) 11) système d'ailettes ou d'aubes 12) tube se terminant par un cône formant un cyclone 13) Filtre à particules 20 14) échangeur thermique 15) tube externe emboîté 16) tube interne emboîté 17) surface annulaire 18) gaz de gainage 25 19) bifurcation en Y du réacteur 20) anode creuse formant de préférence un cône inversé percé 21) cathode creuse formant de préférence un cône inversé percé 22) tore magnétique, tel une bobine enroulée autour d'un anneau ou enroulée en vortex 23) grille en aval de chaque électrode au même potentiel que l'électrode 30 24) dispositif de réduction de l'oxyde de métal en tandem 25) électrode annulaire positive 26) 26a, 26b, canon à électrons 27) tube du réacteur formant une croix 28) conduit des éléments neutres 35 29) propulseur à effet Hall 30) cylindre en céramique propulseur à effet Hall interne 31) cylindre en céramique propulseur à effet Hall externe 32) bobinage cylindre interne propulseur à effet Hall 33) bobinage cylindre externe propulseur à effet Hall 40 34) anode annulaire percée de trous 35) cathode réacteur effet Hall 36) canon à électrons 37) conduit courbe 38) conduit de captation de l'aluminium réduit 45 39) conduit de captation de l'aluminium réduit 40) cyclone 41) robinet de cyclone 42) tuyau de captation des gaz remontant de cyclone 43) enceinte d'échangeur 50 44) entrée longitudinale d'un venturi (générateur de vide) 45) arrivée latérale d'un venturi (générateur de vide) 46) compartiment particules 47) compartiment de la poudre d'extincteur de type D 48) poudre d'extincteur de type D 55 49) vannes ou opercules tarés pour s'ouvrir ou céder à une certaine pression 50) conteneur comportant une poudre d'extincteur de type D 51) piston mobile 52) partie du réservoir remplie de poudre d'extincteur de type D sous pression 3031515 12 53) clapet, membrane de rupture, valve de sécurité tarée, à une certaine pression 54) Hublot 55) Purge

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1) Procédé de production et de stockage d'énergie caractérisé en ce qu'il consiste, à utiliser des nanoparticules métalliques de taille comprise entre 2nm et 800j m, pour produire de l'énergie, du dihydrogène, du monoxyde de carbone, par oxydation des particules métalliques et pour stocker de l'énergie par réduction d'oxyde métallique en métal conservé sous forme de particules de taille comprise entre 2nm et 800ym.
2. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la production d'énergie, du dihydrogène, du monoxyde de carbone, est obtenue par oxydation de particules d'aluminium dans un spray, par un oxydant tel que H2O, CO2, CO, initié et éventuellement activé en plasma par un moyen tel que irradiation électromagnétique, rayonnement laser, rayonnement solaire, micro-ondes (Fig1.3), radio fréquence, champ électrique variant à haute fréquence, champ magnétique variant à haute fréquence, décharges électriques.
3. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le stockage de l'énergie, consiste à réduire de l'alumine en particule d'aluminium, en vaporisant l'alumine sous forme de spray dans un plasma de gaz préférentiellement d'argon, d'hélium activé en plasma par un moyen tel que irradiation électromagnétique, rayonnement laser, rayonnement solaire, micro-ondes (Fig2.3), radio fréquence, champ électrique variant à haute fréquence, champ magnétique variant à haute fréquence, décharges électriques, à isoler les ion Al3+ du plasma principal (20-21) et à réduire ces ions A13+ par adjonction d'électrons provenant de cathodes électriques, de canons à électrons (Fig2.3).
4. 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 3 caractérisé en ce que l'aluminium, éventuellement mélangé à au moins l'un quelconque des composés NaF, KF, A1F3, AlC13, Na3A1F6,NaCl, C, soit porté à une température supérieure à 950°C avant 30 d'être pulvérisé en spray pour réaliser un plasma.
5. 5) Dispositif mis en place pour réaliser le procédé selon les revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu'il comprend des tubes emboîtés permettant à un gaz, un spray de particules, un plasma de circuler en serpentant (6, 7, 15, 16, 17) dans une source 35 d'excitation tel que générateur haute fréquence, irradiation électromagnétique, rayonnement laser, rayonnement solaire, micro-ondes, radio fréquence, champ électrique variant à haute fréquence, champ magnétique variant à haute fréquence, décharges électriques. 40
6. 6) Dispositif mis en place pour réaliser le procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un cyclone (12,7) et éventuellement des filtres à particules (13), ledit cyclone permettant de renvoyer (7) le gaz pour traverser la source d'excitation au niveau de laquelle la réaction d'oxydation des particules est réalisée afin de refroidir cette zone et de surchauffer le gaz. 45
7. 7) Dispositif mis en place pour réaliser le procédé selon l'une quelconque des revendications 5, 6, caractérisé en ce qu'il comprend une bifurcation telle que, Y (19), croix (27), lesdites bifurcations étant munies de moyens tel que électrodes (20,21), bobine (22) magnétique, vortex magnétique capable de contraindre la trajectoire d'éléments 50 chargés tel que cations, anions, électrons, afin d'extraire lesdits éléments d'un plasma.
8. 8) Dispositif mis en place pour réaliser le procédé selon l'une quelconque des revendications 5, 6, 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'injecter des électrons dans un réacteur (1,31) tel que des canons à électrons (26). 55
9. 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5, 6, 7, 8 caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif d'excitation de plasma et au moins un propulseur électrique ou magnétique tel que un propulseur à effet Hall (29, Fig.3). 3031515 14
10. 10) Dispositif mis en place pour réaliser le procédé selon l'une quelconque des revendications 5, 6, 7, 8, 9, caractérisé en ce le réacteur de réduction d'oxyde de métal en spray, comporte au moins un dispositif permettant de réaliser des sprays de gouttelettes de 5 métal liquide tel que cyclone, plaque de céramique éventuellement perforé de pores reliée à des dispositifs piézoélectrique, tube venturi, au moins un dispositif permettant de refroidir lesdits sprays de métal liquide en sprays de particules de métal de taille comprise entre 2nm et 800/4m tel que tube venturi, générateur de vide (Fig4.5) et éventuellement au moins un dispositif permettant de concentrer les particules tel que du tube à vortex. 10
11. 11) Dispositif mis en place pour réaliser le procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que, les particules sont stockées dans des réservoirs, des conteneurs, garantissant la passivité des particules pour le milieu de stockage tout en conservant la réactivité des particules, tel que la passivité est obtenue par 15 une couche d'alumine de 5 à 20nm recouvrant les particules d'aluminium de 50 nm à 800/2m dans H2O, par un stockage dans un gaz noble tel que l'argon, l'hélium.
12. 12) Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que, les réservoirs, les conteneurs, comprennent une poudre de type D (48) disposée dans des parties desdits 20 réservoirs ou conteneurs, séparées des particules de métal et de leur milieu de stockage (46, 47) tel que, lesdites parties comportent des moyens pour mélanger les particules de métal et la poudre de type D avant ou durant la rupture ou le percement des parois desdits réservoirs ou conteneurs et tel que les parties desdits réservoirs ou conteneurs séparées des particules de métal comprennent au moins un des éléments pris parmi une double coque 25 emboîtée (46, 47), un gaz sous pression, une vanne de sécurité (49), une membrane tarée à la rupture, un clapet, un piston mobile (51, 53), une paroi capable de rompre à une pression ou une température données en dessous du seuil de rupture des matériaux des parois du conteneur.