LES CLES DU DIMENSIONNEMENT
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Décomposition de l'hydrogène par cycle thermochimique
On peut dissocier une molécule d’eau en apportant de l’énergie au procédé uniquement sous forme de chaleur. Une température de 4500°C serait alors nécessaire. Pour abaisser cette température, on peut faire intervenir dans le procédé des composés chimiques dont les produits de réaction donneront lieu in fine à la production d’hydrogène. Il existe plusieurs cycles thermochimiques dont les deux principaux sont le cycle Iode-Soufre et le cycle UT3.
Le cycle Iode-Soufre
Il met en jeu la décomposition à haute température de deux acides.
-
H2SO4 → H2O + SO3 (entre 400 et 600 °C)
SO3 → SO2 + ½ O2 (entre 800 et 900 °C) -
2 HI → H2 + I2 (entre 200 et 400 °C)
SO2 + 2 H2O + I2 → H2SO4 + 2 HI (entre 25 et 120 °C) ½
Le cycle UT-3
Il met en jeu de la chaux, du brome et de l’oxyde de fer.
CaO + Br2 → CaBr2 + ½ O2 (550 °C)
CaBr2 + Br2 → CaO + 2 HBr (725 °C)
Fe3O4 + 8 HBr → 3 FeBr2 + 4 H2O + Br2 (250 °C)
3 FeBr2 + 4 H2O → Fe3O4+ 6 HBr + H2 (575 °C))
CaBr2 + Br2 → CaO + 2 HBr (725 °C)
Fe3O4 + 8 HBr → 3 FeBr2 + 4 H2O + Br2 (250 °C)
3 FeBr2 + 4 H2O → Fe3O4+ 6 HBr + H2 (575 °C))
Le bilan global théorique de ces réactions est toujours H2O → H2 + ½ O2. Mais en pratique, la difficulté de totalement régénérer les intermédiaires réactionnels associée à la complexité du procédé chimique (mise en jeu de grandes quantités de matières, nombreuses étapes telles que séparation des produits et des réactifs, lavage des produits, etc.) dégradent le rendement de ce procédé. Des recherches sont toujours en cours pour élaborer un procédé industriel à haut rendement.