Des chercheurs de l'Université de technologie de Sydney (UTS) et de l'Université de technologie du Queensland (QUT) ont mis au point une nouvelle méthode pour améliorer les temps de charge des piles à combustible à hydrogène à l'état solide.

L'hydrogène attire de plus en plus l'attention en tant que moyen efficace de stocker «l'énergie verte» à partir d'énergies renouvelables telles que l'éolien et le solaire. Le gaz comprimé est la forme la plus courante de stockage d'hydrogène, mais il peut également être stocké à l'état liquide ou solide.

Le Dr Saidul Islam, de l'Université de technologie de Sydney, a déclaré que le stockage d'hydrogène solide, et en particulier l'hydrure métallique, suscite l'intérêt car il est plus sûr, plus compact et moins coûteux que le gaz comprimé ou le liquide, et il peut absorber et libérer de manière réversible hydrogène.

« La technologie de stockage d'hydrogène à hydrure métallique est idéale pour la production d'hydrogène sur site à partir d'une électrolyse renouvelable. Elle peut stocker l'hydrogène pendant de longues périodes et, une fois nécessaire, elle peut être convertie en gaz ou en une forme d'énergie thermique ou électrique lorsqu'elle est convertie par une pile à combustible », dit le Dr Islam.

"Les applications incluent les compresseurs à hydrogène, les batteries rechargeables, les pompes à chaleur et le stockage de la chaleur, la séparation isotopique et la purification de l'hydrogène. Il peut également être utilisé pour stocker l'hydrogène dans l'espace, pour être utilisé dans les satellites et d'autres technologies spatiales" vertes "", a-t-il déclaré.

Cependant, un problème avec l'hydrure métallique pour le stockage de l'énergie hydrogène a été sa faible conductivité thermique, ce qui entraîne des temps de charge et de décharge lents.

Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont développé une nouvelle méthode pour améliorer les temps de charge et de décharge de l'hydrogène à l'état solide. L'étude a récemment été publiée dans la revue Scientific Reports .

Premier auteur Puchanee Larpruenrudee, un Ph.D. candidat à l'École d'ingénierie mécanique et mécatronique de l'UTS, a déclaré qu'une évacuation plus rapide de la chaleur de la pile à combustible solide entraînait des temps de charge plus rapides.

"Plusieurs échangeurs de chaleur internes ont été conçus pour être utilisés avec le stockage d'hydrogène à hydrure métallique. Il s'agit notamment de tubes droits, de serpentins hélicoïdaux ou de tubes en spirale, de tubes en forme de U et d'ailettes. L'utilisation d'un serpentin hélicoïdal améliore considérablement le transfert de chaleur et de masse à l'intérieur du stockage."

"Cela est dû à la circulation secondaire et à la plus grande surface d'évacuation de la chaleur de la poudre d'hydrure métallique vers le fluide de refroidissement. Notre étude a développé une bobine hélicoïdale pour augmenter les performances de transfert de chaleur."

Les chercheurs ont développé une bobine semi-cylindrique comme échangeur de chaleur interne, ce qui a considérablement amélioré les performances de transfert de chaleur. Le temps de charge de l'hydrogène a été réduit de 59 % lors de l'utilisation du nouveau serpentin semi-cylindrique par rapport à un échangeur de chaleur à serpentin hélicoïdal traditionnel.

Ils travaillent maintenant sur la simulation numérique du processus de désorption de l'hydrogène et continuent d'améliorer les temps d'absorption. L'échangeur de chaleur à serpentin semi-cylindrique sera développé à cet effet.

Enfin, les chercheurs visent à développer une nouvelle conception pour le stockage de l'énergie hydrogène, qui combinera d'autres types d'échangeurs de chaleur. Ils espèrent également travailler avec des partenaires de l'industrie pour étudier les performances réelles des réservoirs sur la base du nouvel échangeur de chaleur. + Explorer plus loin

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