Bronkhorst
Note d'application

Stockage de l’hydrogène dans les liquides organiques porteurs d’hydrogène (LOHC)

Chaque fois qu’il s’écoule un laps de temps entre la production d’hydrogène et son utilisation, l’hydrogène doit être stocké dans un certain endroit, de préférence près du lieu d’utilisation. Certaines entreprises et instituts de recherche allemands étudient une nouvelle façon de stocker l’hydrogène : dans des huiles thermoconductrices synthétiques à base d’aromatiques qui sont normalement utilisées dans les systèmes de boulangerie et dans d’autres applications requérant des températures élevées. Ici, l’huile thermoconductrice agit comme un liquide organique porteur d’hydrogène, LOHC d’après son acronyme anglais.

L’hydrogène est stocké à l’intérieur d’un liquide porteur d’hydrogène grâce à une réaction catalytique. Le liquide a maintenant une faible viscosité et ressemble à de l’eau. Après l’hydrogénation, sa viscosité augmente, et le liquide ressemble à du miel. 

Lorsqu’il est chargé d’hydrogène, ce LOHC est ignifuge, ce qui en fait un moyen de transport sûr vers le lieu d’utilisation où l’hydrogène peut être déchargé de ce liquide porteur. 

LOHC - stockage de l'hydrogène

Le LOHC chargé peut être stocké dans des conditions ambiantes, ce qui constitue un (autre) avantage par rapport à l’hydrogène gazeux. Ce chargement/déchargement est un procédé réversible ; l’hydrogénation (chargement) nécessite des pressions plus élevées, est exothermique et libère donc de l’énergie, tandis que la déshydrogénation (déchargement) est un procédé endothermique qui nécessite de l’énergie et donc des températures plus élevées. Ils résultent tous deux d’une catalyse.

Le distributeur de Bronkhorst, Wagner Mess- und Regeltechnik, a été invité à assister ses partenaires allemands dans leur R&D.

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Exigences de l'application

Les entreprises étudient à quelle pression la réaction est la plus efficace pour le chargement et le déchargement. À cette fin, des débits précis de LOHC et d’hydrogène doivent être fournis au réacteur. La partie la plus délicate est la variation de la viscosité du LOHC avant et après la réaction catalytique. Les instruments de débit massique doivent être capables de faire face à ces variations de viscosité.

Caractéristiques importantes

  • Capacité à doser des liquides visqueux et à les pomper
  • Exactitude
  • Le régulateur et le débitmètre massique doivent pouvoir s'adapter aux changements de viscosité.


Solution adoptée

Dans un premier montage, le LOHC est chauffé jusqu’à atteindre la gamme de viscosité souhaitée et il est amené à un niveau de pression plus élevé par une pompe HPLC Wadose avec élément chauffant. Un débitmètre Coriolis fonctionnant sous hautes températures grâce à des composants électroniques adaptés et une vanne de régulation est utilisé ici pour doser le LOHC dans la cuve du réacteur. 

Dans un autre montage, augmenter la viscosité du LOHC fonctionne également très bien avec les pompes HNP associées aux débitmètres massiques Coriolis. Ici, le fluide n’a pas besoin d’être beaucoup chauffé, car la pompe s’adapte très bien aux viscosités élevées. 
 

Schéma fluidique stockage de l'hydrogène LOHC
Schéma fluidique : pour stocker l'hydrogène dans un réservoir en vue de son transport (process de chargement)

Seul le débit d’hydrogène qui est introduit dans le circuit du LOHC est mesuré. La pression de cet hydrogène (qui a quitté l’électrolyseur avant d’entrer dans la cuve du réacteur) est régulée. 

Pour cette application, plusieurs instruments Bronkhorst sont utilisés pour plusieurs aspects du procédé :

  • appliquer une pression
  • pomper
  • mesurer et réguler les fluides
  • révéler la densité des fluides
  • mesurer les températures pertinentes.

La combinaison de ces appareils en fait une solution extrêmement fonctionnelle.
Schéma fluidique stockage de l'hydrogène LOHC
Schéma fluidique : LOHC après le transport (déchargement de l'hydrogène)


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