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TPE 1ÉRE S4

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by

Salomé Kraemer

on 23 March 2014

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Transcript of TPE 1ÉRE S4

2) La pile à combustible
II. Comment utiliser l’hydrogène pour produire de l’énergie ?
1) Stockage, distribution et transport
UTILISATION
PRODUCTION
ENERGIE
I. Comment les bactéries peuvent-elles produire de l’hydrogène ?
1) Fermentation obscure : production d’hydrogène par les bactéries

2) Mise en pratique de l’expérience

3. Purification de l’hydrogène
III. L’Hydrogène peut-il devenir source d’énergie renouvelable essentielle ?
1) Rentabilités et avantages de la fermentation obscure

2) L’hydrogène : une énergie du futur ?
Existe aujourd'hui, trois techniques
a. La séparation par membrane

b. La séparation cryogénique

c. La technique P.S.A.


d’a
b
sorption








d'a
d
sorption
Afin de clarifier les notions

a. La séparation membranaire
Principe
Diffusion de l'hydrogène au travers d'une membrane
Les membranes sont des barrière de quelques mm ou de quelques nm.
Séparation des substances par les membranes
Membranes de types polymères
- fibres creuses
- fonctionnent à basse température
- application industrielle très développée
Membranes métalliques
- type Pd-Ag
- diffusion de l'hydrogène sous forme monoaomique à une température de 300°C
- application industrielle en cours
Palladium et Argent: gaz nobles
b. La séparation cryogénique
Distillation à basse température (< à 120K soit -150°C)
Séparation des différentes éspèces par leur différences de température
+ délocalisation
+ production en continue
- méthode coûteuse
- production lente
- productivité faible
rentabilité bonne en théorie si ont stoppe le processus.
+ Vecteur énergétique + plusieurs mode de fabrication
+ énergie propre + peu dangereux
+ facilement transportable + léger
-création - densité
-cher -inflammable
-spatial - aérostat
-militaire -industrie pétrolière
* une énergie renouvelable
* ballon dirigeable Hindenburg
* méthode énergivore et polluante

Déchets métabolisables
action du consortium

Hydrogène
et dioxyde de carbone


bactérien
C6H12O6 + 6H2O
12H2
+ 6CO2
Matière organique


Bactéries hydrolytiques


Monomères




Acides organiques
Alcools




Hydrogène

Acétate



Archées
méthanogènes


Archées
méthanogènes


Méthane
Dioxyde de
carbone





Bactéries acidogènes


Bactéries acétogènes



Dioxyde de carbone

Pureté de l'hydrogène d'environ 96%

Bactéries acidogènes
Taux de récupértion de l'hydrogène: très élevé
Principe
Tableau des températures d’ébullition
des différents gaz, dont l’hydrogène.
Ex: Séparation méthane/hydrogène



Système cryogénique qui abaissera la température à -170°C.



Le méthane se condensera, il sera donc liquide
et l’hydrogène restera à l’état gazeux.
c. La technique P.S.A. (Pressure Swing Adsorption)
La technique PSA utilisele phénomène d’adsorption
interactions molécules/adsorbant. Les impuretés retenues (adsorbées), par l’adsorbant et l’hydrogène est purifié.

Très haute pureté de l'hydrogène d’hydrogène allant jusqu’à 99 ,9999%
Taux de récupértion de l'hydrogène compris enter 75 et 92%.

Equation-bilan :

Glucose + eau --> hydrogène + dioxyde de carbone + acide acétique

C6H12O6 + 2H2O --> 4H2 + 2CO2 + 2CH3COOH

Principe
Fonctionnement théorique d'une P.S.A.
1. Adsorption
Clostridium thermocellum
2. Régénération
d'un adsorbant
Après avoir éfféctueé une de ces trois méthodes



gaz obtenu est plus ou moins pur .



Ainsi l’H2 peut être finalement utilisé pour des PAC (Piles À Combustibles) ou pour d’autres mécanismes.



La purification est donc une étape très importante et nécessaire à la bonne utilisation de l’hydrogène.
a. le stockage souterrain

f. le transport
arrêter l'activité des méthanogènes :

- prétraitement
- température
- pH
- temps de séjour

2. La pile à combustible
Schéma du fonctionnement
a. La pile à membrane échangeuse de protons

b. La pile à oxyde solide
Il existe différentes façons de stocker l’hydrogène et de l’acheminer aux différents lieux ou il sera utilisé



Il existe différentes façons de stocker l’hydrogène et de l’acheminer aux différents lieux ou il sera utilisé



ll reste néanmoins un point important à traiter, a savoir si l’énergie apportée par l’hydrogène pourrait devenir une source d’énergie fondamentale dans le futur.



II. Comment utiliser l’hydrogène pour produire de l’énergie ?
1. Stockage, distribution et transport
e. la distribution

c. le stockage mobile ou transportable
d. le stockage de petites masses
b. le stockage fixe de masses moyennes
2. L’hydrogène : une énergie du futur ?
+ favorable
- manque d'information
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