Technologie des catalyseurs pour l'utilisation mobile des systèmes de stockage d'hydrogène liquide
Dans le cadre du projet de recherche "Power density hydrogen release from LOHC systems on mobile platforms", le Fraunhofer Heinrich Hertz Institute (HHI) et le Helmholtz Institute Erlangen-Nuremberg (HI ERN) ont mis au point un catalyseur de surface efficace et stable pour la libération d'hydrogène à partir de matériaux de stockage liquides. Avec ce catalyseur, les chercheurs ouvrent la voie à l'application mobile de la technologie des transporteurs d'hydrogène liquide-organique (LOHC) en utilisant le transport ferroviaire comme cas d'application. En conséquence, les trains diesel actuels pourront être remplacés à l'avenir par des alternatives modernes utilisant de l'hydrogène à faible taux d'émission.
"Transport ferroviaire sans émissions et à fortes réductions d'émissions sur des voies non électrifiées".
© Markus Mainka/Shutterstock.com, r.classen/Shutterstock.com edited by Fraunhofer H
Dans ce contexte, 40 % du réseau ferroviaire allemand n'est pas encore électrifié. Une grande partie de l'infrastructure n'est pas adaptée aux locomotives électriques car l'électrification complète est coûteuse et longue. La technologie LOHC offre une alternative à ce scénario. Servant de vecteur de transport pour l'hydrogène vert, elle permet de réduire les émissions tout en maintenant l'infrastructure de service des trains.
Dans le procédé LOHC, l'hydrogène gazeux est lié à un liquide porteur non dangereux qui peut être stocké et transporté en toute sécurité. L'hydrogène lié peut être libéré dans une réaction catalytique utilisant la chaleur. Le liquide porteur organique n'est donc pas consommé mais réutilisable. En ce qui concerne sa manipulation et ses propriétés physiques, la substance huileuse est similaire aux carburants classiques et est facilement transportable par des camions-citernes et des trains.
La technologie LOHC fait l'objet de recherches approfondies depuis plusieurs années. Toutefois, il n'existait pas encore de "libérateurs d'hydrogène" capables de réaliser le processus de manière efficace pour les applications mobiles. L'équipe de recherche conjointe de Fraunhofer HHI et HI ERN a maintenant développé un appareil qui élève le processus de libération d'hydrogène à un niveau reproductible et évolutif. En outre, une augmentation significative de la densité de puissance est obtenue par rapport aux libérateurs d'hydrogène conventionnels.
Le cœur de l'appareil est un catalyseur dit de surface. Les catalyseurs ont besoin d'une surface aussi grande que possible pour libérer efficacement l'hydrogène. Les procédés précédents utilisent à cet effet des pastilles poreuses. Malheureusement, ces catalyseurs en pastilles s'usent rapidement dans les applications mobiles car la stabilité mécanique des pastilles n'est pas assez élevée.
Pour le catalyseur de surface, des plaques d'aluminium sont structurées à l'aide d'un laser femtoseconde, puis recouvertes de fins points de platine. La surface de la plaque structurée offre ainsi une grande surface interne qui peut être agrandie de 7 000 à 10 000 fois au cours de ce processus. Par conséquent, même les petites plaques d'aluminium offrent une surface suffisante pour une libération efficace de l'hydrogène. Un autre avantage de ce procédé est la conversion de technologies d'échangeurs de chaleur existantes et éprouvées industriellement en libérateurs d'hydrogène. Cette dynamique permet aux chercheurs d'appliquer la technologie de manière rentable et rapide.
Pour le compte de HI ERN, le département "Fiber Optic Sensor Systems" de Fraunhofer HHI fabrique actuellement des catalyseurs de surface supplémentaires qui seraient également applicables pour la construction d'un premier train de démonstration alimenté à l'hydrogène.
Le développement de la technologie des catalyseurs fait partie du projet à grande échelle "Transport ferroviaire sans émissions et à fortes émissions sur des voies non électrifiées", financé à hauteur de 28 millions d'euros par le ministère bavarois des affaires économiques, du développement régional et de l'énergie.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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