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Cycle electrolyse dihydrogène

Posté par
Djef
19-10-21 à 10:59

Bonjour,

Dans le cadre d'un projet personnel, je cherche a calculer empiriquement et facilement les données liées à la réalisation d'un cycle d'électrolyse de l'eau, puis oxydo-réduction de dihydrogène, à savoir :
A température et pression ambiante,
- quelle quantité de dihydrogène produite pour quelle quantité d'électricité
- A partir de cette même quantité de dihydrogène, quelle quantité d'électricité et quelle quantité d'eau produite dans un système type pile à combustible

Je ne cherche pas nécessaire des valeurs extrêmement précises, mais surtout des ordres de grandeurs réalistes, en valeurs exploitable par le "commun des mortels" (quantité d'électricité en kW ou A, quantité d'eau en litres ou kilo, les valeurs de nombre de mol ne me parlent absolument pas)

J'ai fait une petite recherche rapide sur internet, mais je trouve des équations que je ne comprends pas, des valeurs de Nm3 ou de mol que je n'arrive pas a convertir en données que je puisse exploiter, et le champ de recherche est vaste...

Merci d'avance pour votre aide

Posté par
vanoise
re : Cycle electrolyse dihydrogène 19-10-21 à 16:22

Bonsoir
Compte tenu des unités que tu utilises, tu ne dois effectivement pas être physicien... Quelques données simples un peu arrondies...
Pour produire un gramme de dihydrogène H2, il faut faire passer dans un électrolyseur contenant de l'eau salée une quantité d'électricité égale à 26,8Ah (ampèreheures) ; ce qui veut dire qu'il faut laisser l'électrolyseur fonctionner pendant une heure s'il est parcourue par un courant de 26,8A.
L'énergie électrique nécessaire à la production d'un gramme de dihydrogène est d'environ 40Wh (wattheures) : l'énergie que consommerait une ampoule de 40W (watts) fonctionnant pendant une heure; mais à cela, il faut ajouter l'énergie qu'il faut consommer pour liquéfier le dihydrogène et pour le maintenir à l'état liquide puisque son état naturel dans les conditions ambiantes est l'état gazeux. Ne pas oublier que le dihydrogène s'enflamme et explose facilement....

Posté par
Djef
re : Cycle electrolyse dihydrogène 19-10-21 à 16:57

Bonsoir Vanoise,

Merci pour cette réponse, ça me convient parfaitement.
Je plaide coupable, en effet, mes cours de lycée sont hélas bien loin maintenant !...

Puis-je abuser et demander quelques précisions complémentaires ?

Si je souhaite laisser le dihydrogène monter naturellement dans un tuyau, pour aller gonfler un ballon de baudruche par exemple, je  n'ai pas besoin de le compresser ni le liquéfier ?

Et dernière petite question, si je réutilise ce dihydrogène dans une pile à combustible, dans une enceinte fermée et étanche, quelle quantité d'eau je vais devoir évacuer ?

Posté par
vanoise
re : Cycle electrolyse dihydrogène 19-10-21 à 18:43

Le dihydrogène est 14,5fois moins dense que l'air (c'est le plus léger des gaz avec l'hélium) , il monte donc naturellement dans l'air mais attention : il est à la fois explosif et inflammable. Tu as peut-être entendu parlé du zeppelin "Hinderburg"...
Dans une pile à combustible, 1g de dihydrogène conduit à la formation de 9g d'eau.

Posté par
Djef
re : Cycle electrolyse dihydrogène 01-12-21 à 09:20

Bonjour Vanoise,

Avec un peu de retard, je tenais à vous remercier pour ces informations utiles.

J'ai fini par réussir à calculer ce que je cherchais, à savoir s'il était possible de récupérer l'eau issue d'une pile à combustible pour générer de l'électricité dans une turbine, moyennant une certaine différence de hauteur entre l'électrolyseur et la pile à combustible (en gros, on produit de l'hydrogène en point bas, on laisse monter l'hydrogène dans des conduites jusqu'à la pile à combustible, on récupère l'eau que l'on fait redescendre jusqu'à l'électrolyseur via la turbine, et on recommence).

Résultat : C'est possible !... avec une différence de hauteur d'environ 2 millions de km !! Donc, une belle idée sur le papier, mais irréalisable concrètement.

Je planche déjà sur le prochain sujet



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