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L'Institut Jean Lamour est un laboratoire de recherche en Science des Matériaux : matériaux, métallurgie, plasmas, surface, électronique, nanomatériaux. C'est une unité mixte de recherche (7198) de l'Université de Lorraine et du CNRS.


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Compression hybride de l'hydrogène sans pièces mécaniques : 400 bars atteints

Dans le cadre du projet Impact ULHYS financé par Lorraine Université d’Excellence (LUE), le LEMTA et l’IJL viennent de parvenir à obtenir de l’hydrogène comprimé à 400 bars sans pièces mécaniques.

Le projet consiste à mettre au point une nouvelle technologie qui permettra de répondre au besoin de production-compression d'hydrogène décentralisé pour les installations de petites et moyennes tailles.

Dans ce cadre, l’IJL et le LEMTA travaillent ensemble pour développer un compresseur d'hydrogène hybride. Il est constitué d’un compresseur électrochimique pour l’étage basse pression (de 5 à 40 bars) et basé sur de l’adsorption dans des charbons actifs (CAs) pour l’étage haute pression (de 40 à 700 bars).

La compression électrochimique de l’hydrogène consiste à créer un flux de protons, au travers d’une membrane conductrice protonique, d’un compartiment à faible pression vers un compartiment à forte pression, en imposant une différence de potentiel électrique.

L’adsorption de l’hydrogène sur CAs se fait par physisorption, elle est entièrement réversible lorsqu’on abaisse la pression et/ou que la température augmente et permet d’obtenir directement de l’hydrogène comprimé à 700bar.

L’équipe Matériaux bio-sourcés de l’IJL réalise les matériaux poreux et les études d’adsorption. Le LEMTA réalise le compresseur électrochimique et optimise le système complet. Ces travaux sont menés dans le cadre de la thèse de Giuseppe Sdanghi, codirigée par Vanessa Fierro (IJLM) et Gaël Maranzana (LEMTA).

Ces travaux ont déjà donné lieu à 3 publications :

- G. Sdanghi et al. Chapter 9: Hydrogen adsorption on nanotextured carbon materials In: Hydrogen Storage and Technologies, Edité par M. Sankir and N. Demirci Sankir, Wiley, 2018, 263-320.

- G. Sdanghi et al. Review of the current technologies and performances of hydrogen compression for stationary and automotive applications Renewable and Sustainable Energy Reviews 102 (2019) 150-170 (IF 9.2)

- G. Sdanghi et al. Modelling of a hydrogen thermally-driven compressor based on cyclic adsorption-desorption on activated carbon  Int J Hydrogen Energ  (2019) accepted (IF 4.2)


Légende de l'illustration :
Réseaux d'isothermes d'adsorption-desorption d’hydrogène à des températures entre 77 et 273K qui permettent de prédire les pressions qu'on peut attendre avec un charbon précis.
La mesure de ces réseaux d'isothermes a été réalisée avec un cryostat d’hélium à cycle fermé.