"Qualité Environnementale des Bâtiments", en route vers les indicateurs de performance
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Toshiba annonce une Pile à Combustible domestique améliorée
Par Raymond Bonnaterrele 23 décembre 2011 | (4) Commentaires | Permalink
Le marché japonais des PAC domestiques connaît une embellie avec la cruelle pénurie de puissance électrique disponible dans ce pays. Toshiba avec des prévisions de ventes initiales autour de 5000 unités en année fiscale 2011, annonce en avoir déjà installé 6500 à fin Novembre (en 8 mois) et prévoit de vendre 15 000 unités en année fiscale 2012 pour un prix unitaire catalogue de 2,6 millions de Yens (> 25 000 euros).
La version 2012 va être améliorée et profiter d'une garantie de 10 ans pour un système fonctionnant 80 mille heures soit deux fois plus que le modèle précédent. Pour réduire le prix, le nombre de cellules va être réduit et la teneur en platine par cellule réduite de 20%.
Malgré toutes ces améliorations le rendement électrique de l'ensemble est annoncé à 38,5% ce qui correspond à une tension de cellule de 0,57 Volt. Par contre cet outil complexe est un bon chauffe-eau au gaz avec un rendement de 55,5%.
Toshiba annonce que ses équipes travaillent activement pour, en option, faire de cet appareil une source de sécurité de courant autonome (sans batterie trop onéreuse) qui prendra le relai en cas de coupure de l'alimentation par le réseau électrique. Cette amélioration est déterminante pour le succès de cette version dans l'environnement électrique incertain japonais actuel.
LIRE un papier du Nikkei sur ce sujet.
Le 23 Décembre 2011
Voir aussi : piles à combustible
Panasonic annonce la deuxième génération de sa pile à combustible domestique Ene-Farm
Par Raymond Bonnaterrele 28 février 2011 | (5) Commentaires | Permalink
Panasonic et Tokyo Gas ont ensemble développé depuis 1999 puis commercialisé à partir de 2009 un système de co-génération reposant sur une pile à combustible. Cet équipement intégré, appelé Ene-Farm ("ferme énergétique"), alimenté au gaz naturel, repose sur la production par reforming et la purification d'hydrogène alimentant une pile à combustible qui fournit à la fois de l'électricité et de l'eau chaude. L'ensemble fournit l'eau chaude au foyer et, après conversion, fournit en parallèle avec le réseau local de l'électricité domestique. Après avoir vendu 5000 exemplaires de cet ensemble, Panasonic annonce une nouvelle génération de cet équipement plus compacte, moins onéreuse, à durée de vie améliorée (10 ans) et à rendement électrique amélioré. L'ensemble est proposé à 2,76 millions de yens (24 500 euros) pose non comprise. On est encore dans l'écologie haut de gamme mettant en œuvre des équipements d'une très grande complexité. Malgré tout, Panasonic se prépare à pouvoir en produire plus de 6000 exemplaires par an.
Pour porter un jugement à peu près pertinent sur ce type d'équipement il faut savoir qu'une pile à combustible initialement conçue pour fournir de l'électricité est majoritairement une source de chaleur en raison de son médiocre rendement. Le lecteur se reportera à un excellent article paru sur ce Blog pour en comprendre les raisons thermodynamiques et électrochimiques. Il en résulte que ce genre de PAC est d'abord une machine à fournir de l'eau chaude très appréciée pour les bains japonais collectifs. Si cette eau chaude n'est pas utilisée le système s'interrompt et l'électricité du foyer est fournie par le réseau.
LIRE le communiqué de Panasonic et les détails des caractéristiques de l'ensemble.
Le 28 Février 2011
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Un brevet intéressant sur la boucle hydrure d'Aluminium AlH3 (Alane)/ Aluminium
Par Raymond Bonnaterrele 7 juillet 2009 | (1) Commentaires | Permalink
Que ce soit pour apporter de l'hydrogène à une pile à combustible ou mieux pour constituer le produit réducteur régénérable d'une pile à circulation en solvant organique, une des voies prometteuses des batteries du futur, le couple Al/AlH3 constitue un candidat intéressant. Dans un système électrochimique à définir sur une électrode l'hydrure d'Aluminium est oxydé en Aluminium, sur l'autre polarité de l'oxygène par exemple est réduit ces deux réactions électrochimiques libèrent une énergie considérable qui va permettre de propulser un véhicule électrique. La recharge de l'ensemble consistera à vidanger la solution usagée contenant l'Aluminium en suspension et à la remplacer par une solution neuve contenant de l'hydrure. Il reste alors dans une unité de traitement d'isoler l'Aluminium en poudre et de le transformer en hydrure. C'est sur cette phase du processus que Ragaiy Zidan vient de déposer un intéressant brevet à la suite des travaux de l'inventeur et de son équipe au sein du Savannah River Research Laboratory du DOE américain.
L'hydrure d'aluminium est obtenu par oxydation électrochimique du NaAlH4 (hydrure d'aluminium sodium) en solution dans le THF. L'oxydation de l'anion AlH4- sur une anode d'aluminium conduit à l'hydrure, alors que la réduction du Na+ sur une cathode de Palladium hydrogéné conduit à l'hydrure de sodium NaH (FIG.). Après utilisation de l'alane AlH3 et récupération de l'Aluminium, le NaH sera utilisé pour synthétiser à nouveau du NaAlH4 en présence d'hydrogène et d'un catalyseur à base de Titane.
NaH + Al +3/2 H2 -------Ti ------> NaAlH4
Est ainsi défini un procédé en boucle pour obtenir l'AlH3 à partir de l'Aluminium, via l'intermédiaire de l'hydrure d'aluminium sodium.
LIRE le brevet de Zidan
Le 7 Juillet 2009
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Toyota lance la FCHV-adv à pile à combustible, 830 km d'autonomie avec un plein d'Hydrogène
Par Raymond Bonnaterrele 29 août 2008 | (3) Commentaires | Permalink
Il vous en coûtera un peu plus de 5200 euros (840 mille Yens) par mois pendant trente mois (157 mille euros au total TTC) pour vous offrir la dernière voiture de Toyota à pile à combustible, mais il vous faudra pour l'instant vivre au Japon et apprendre à rouler à gauche. Chef d'oeuvre technologique qui a du demander des millions d'heures de R&D de la part des équipes de Toyota et de leurs sous-traitants. Mais voila, pour en faire un véhicule pour tout le monde il faudrait réduire le coût par dix, savoir produire de l'hydrogène avec une énergie renouvelable à un prix décent et installer un réseau de distribution d'hydrogène sur tout le territoire concerné. La bouteille d'hydrogène comprimé de secours dans le coffre serait offerte avec le véhicule.
Bien des décennies s'écouleront entre cet évènement et l'application de série. Mais après le lancement de la FCX Clarity de Honda (LIRE), Toyota ne pouvait pas ne pas proposer une voiture à pile à combustible. C'est le budget communication qui doit payer.
Le 29 Août 2008.
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Nouvelles énergétiques de la semaine du 27 Mai 2008
Par Raymond Bonnaterrele 27 mai 2008 | (0) Commentaires | Permalink
Photovoltaïque: Sharp vient de prendre le contrôle effectif du nouveau concepteur de batteries japonais Eliiy. Sharp croit au développement de murs et de verrières éclairant constitués de cellules photovoltaïques transparentes. En l'absence de lumière c'est une batterie qui doit prendre le relais pour assurer l'éclairage. Sharp vient de prendre le contrôle de cette start up japonaise Eliiy qui se lance dans la conception et la réalisation de batteries au Lithium. L'objectif de Sharp est de pouvoir offrir un système complet, clé en main, qui assurera l'éclairage et la décoration de locaux publics ou privés. (Voir les produits Sharp, voir le papier sur Sharp-Eliiy). On apprend d'autre part que le coréen Hyundai Heavy Industries va porter la capacité de production de cellules photovoltaïques de son usine de Motonobu, de 30 MWc à 60 MWc et va d'autre part construire une nouvelle usine de 270 MWc de capacité. Cette croissance sera accompagnée d'investissements pour produire annuellement, avec son allié KCC, jusqu'à 2500 tonnes de Silicium polycristallin.
Tous les fabricants de panneaux photovoltaïques du monde investissent massivement, les prix ne tarderont pas à baisser dès que ces nouveaux projets se traduiront en productions supplémentaires. Alors seuls les meilleurs survivront.
Moteurs économiques pour navires de commerce: le finlandais Wartsila et le japonais Mitsubisi Heavy viennent de décider de lancer en commun l'étude d'un futur moteur diesel de cylindrée de moins de 450mm d'alésage, pour des navires de type vraquiers, tankers et autres navires marchands de taille moyenne. Il est certain que la consommation en carburant de ces futurs moteurs sera optimisée. Les deux groupes ont déjà coopéré avec succès sur des développements en commun.
Aviation civile: d'après le Times les pétroliers ne font plus crédit aux compagnies aériennes. Elles doivent payer leur kérosène cash, au moment du remplissage des avions. Mauvaise nouvelle pour les finances des plus affaiblies d'entre elles.
Expansion des pétrolières chinoises: d'après le South China Morning Post le troisième pétrolier chinois CNOOC aurait des vues sur le canadien Talisman qui est le troisième exportateur de pétrole canadien. D'autre part le géant PetroChina serait attiré par l'australien Santos qui pèse 20 mrds$ et par les actifs Sud américains de Repsol qui pourrait en réclamer 10 mrds$. Les Chinois veulent à tout prix se constituer des réserves de pétrole.
L'Alaska étudie la possibilité de synthétiser des carburants: la Fairbanks Economic Development Corp. vient de signer un contrat de avec le groupe d'ingénierie américain Hatch pour étudier la possibilité d'installer une unité de synthèse de produits pétroliers à partir du charbon de la région. Une usine de 20000 barils par jour de capacité nécessiterait un investissement estimé à 1,4 mrds$. La capture du CO2 sera étudiée. Un autre projet plus important (80 000 barils/jour) est également en cours d'étude dans la région d'Anchorage ou là le CO2 pourrait être capturé et réinjecté pour améliorer les productions d'un gisement pétrolier local en cours d'exploitation.
Uranium: l'australien Quasar Resources va former un joint venture avec Kansaï Electric Power et d'autres électriciens japonais pour rechercher de l'Uranium le Gawler Craton situé dans le Sud de l'Australie. Cette prospection par forage pourrait se dérouler sur une période de quatre ans.
Le 27 Mai 2008.
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SONY dévoile un système pile à combustible/batterie miniaturisé
Par Raymond Bonnaterrele 2 mai 2008 | (0) Commentaires | Permalink
Sony vient de présenter à Atlanta au cours d'un meeting sur les Small Fuel Cells son dernier sytème de 30mm X 50mm environ constitué d'une pile à combustible, d'une batterie de type lithium-Ion de type polymère et d'un circuit de régulation. La PAC est du type Méthanol direct. Une réserve de méthanol et une pompe, non illustrées ici, doivent alimenter le système. Sony espère pouvoir commercialiser rapidement cet ensemble qui devrait pouvoir délivrer une puissance de 3 Watts en pointe.
Rappelons que le Méthanol est un liquide toxique et inflammable. Ces propriétés limiteront de toute évidence le champ d'application de ce type de gadget.
Le 2 Mai 2008
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Panasonic annonce avoir mis au point une PAC pour applications domestiques
Par Raymond Bonnaterrele 16 avril 2008 | (0) Commentaires | Permalink
Le japonais Matsushita Electric industries annonce avoir mis au point un système complet de fourniture d'électricité et de chaleur (cogénération) articulé autour d'un pile à combustible d'un kW de puissance nominale. Ce système reposant sur une pile à combustible à électrolyte polymère (PEFC) aurait une durée de vie estimée à 10 ans (4000 arrêts-démarrage et 40 000 heures de fonctionnement) Le rendement électrique du système atteindrait jusqu'à 39%. Le produit devrait être commercialisé dès 2010 avec des volumes atteignant 3000 à 5000 exemplaires. Le point clé du succès de la commercialisation repose sur les réductions de coûts. Le coût prévu en 2010 devrait être autour de 1,2 millions de Yens (12000 $) il devrait être deux fois moindre en 2015.
Ces systèmes alimentés au gaz naturel sont d'une grande complexité car ils intègrent la production et la purification de l'hydrogène nécessaire au fonctionnement de la PAC. La quantité de chaleur générée étant très importante, c'est elle qui détermine la puissance à installer dans un foyer. Il faut donc faire appel au courant électrique du réseau pour assurer les pointes de demande. Le prix de revient élevé est souvent dissuasif. Pour 2008 le METI (ministère de l'économie japonais) subventionne chaque appareil à hauteur de 2,2 millions de Yens. Les industriels Japonais ont investi depuis des décennies des sommes considérables dans ces technologies. Mais n'oublions jamais qu'ils travaillent pour 2050, date à laquelle ils auront réduit de moitié leurs émissions de CO2.
Le 16 Avril 2008
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General Motors jette l'éponge sur les Piles à Combustible
Par Raymond Bonnaterrele 12 mars 2008 | (2) Commentaires | Permalink
L'aventure des Piles à Combustibles qui a connu depuis des décennies des hauts et des bas et qui a fait dépenser bien des milliards de dollars, de Yens et d'euros, semble aborder une période de basses eaux. Un de ses plus grands adeptes industriels, General Motors, semble avoir jeté l'éponge si l'on en croit le Wall Street Journal du 5 Mars 2008. En effet, Bob Lutz, le VP de General Motors, aurait déclaré au Salon de Genève, constatant les progrès réalisés dans les batteries au Lithium: "Quand vous obtenez 300 miles (d'autonomie) avec du Lithium-Ion vous devez vous poser la question: pourquoi demander une Pile à Combustible? ". De plus il a affirmé que les coûts étaient un vrai problème: "Nous ne sommes nulle part sur la courbe des coûts". On le sait GM s'est in extremis allié comme fournisseur de systèmes batteries Hitachi Vehicle Energy, second couteau dans les batteries au Japon, mais possédant une maison mère puissante. Le Président de Toyota, Watanabe, qui a compris depuis longtemps que la PAC était une fausse piste et qui galope loin devant ses concurrents, depuis des années, avec les batteries, a ironiquement reconnu que les prix et le manque d'infrastructures de distribution d'Hydrogène ne permettaient pas d'envisager une utilisation de masse des PACs d'ici à dix ans au moins.
Il reste un dernier aficionado pour les Fuel-Cells c'est Daimler qui va se retrouver tout nu, sans allié fournisseur du système batterie. Les mauvais choix technologiques sont sens pitié dans l'industrie.
Tout cela ressemble à un nouvel enterrement des Piles à Combustibles. Dans les années 60 elles devaient remplacer le pétrole, elles furent enterrées dans les années 70. Nul doute qu'elles reviendront un jour sur le devant de la scène.
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L'usine à gaz la plus belle du monde: par Pininfarina
Par Raymond Bonnaterrele 8 mars 2008 | (0) Commentaires | Permalink
Vous partez d'une pile à combustible pour usage résidentiel alimentée en combustible de type gazole, essence, ou éthanol comprenant un turbo compresseur, un préchauffeur, un réformeur de production d'hydrogène et d'oxyde de carbone, un convertisseur de CO en CO2, une unité de désulfuration, une unité éliminant toute trace de CO (poison du catalyseur), vous couplez le tout à quatre PAC de type PEM (proton exchange membrane) et un échangeur de chaleur de grande efficacité. Vous montez l'ensemble sur un chassis sur quatre roues motrices et directrices à gentes aluminium, avec quatre moteurs électriques alimentés chacun par une PAC et deux batteries en tampon de type Lithium-Ion pour assurer les pointes de puissance et quelques autres accessoires.
Vous appelez Pininfarina et vous obtenez......
L'usine à gaz la plus belle du monde!... et sûrement la plus chère au kW généré.
C'est le Projet ambitieux de Nuvera un groupe US à fortes racines italiennes. Ses actionnaires sont le pétrolier Hess, le français Renault et le Groupe italien de Nora qui a longtemps travaillé dans les PAC et qui a fusionné cette activité avec l'américain Epyx en 2000 pour former Nuvera.
Pour en savoir plus (en anglais)
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Un chauffe eau hors de prix : la Pile à combustible domestique
Par Raymond Bonnaterrele 6 décembre 2007 | (6) Commentaires | Permalink
Les Sociétés japonaises (Sanyo, Nippon Oil, Matsushita, Toshiba, Ebara-Ballard, etc.) ont fait un superbe travail de développement des "Polymer Electrolyte Fuel Cells ou PEFC" et les ont amenées au stade industriel. Il a fallu mettre au point le système de réforming pour faire de l'hydrogène à partir de gaz, eliminer les traces de CO, poison des catalyseurs, mettre au point les membranes revêtues de catalyseurs, assurer l'équilibre thermique de l'ensemble et obtenir de l'électricité et de l'eau chaude: c'est la cogénération.
Mais voilà, c'est plutôt in FLOP. Pourquoi?
Quand on vous parle "cogénération" traduisez immédiatement "mauvais rendement", les technologues manquent parfois d'honnêteté intellectuelle. Alors pourquoi cet ensemble présente-t-il un mauvais rendement?
- il faut réformer du méthane et donc fournir de l'énergie. Rem. pour les journalistes qui écrivent des bêtises : le réforming du Méthane génère du CO2, c'est donc une PAC qui fait du CO2! Zut alors!
- pour des raisons thermodynamiques la réaction H2 + 1/2 O2 ---------> H2O est fortement exothermique et c'est cette réaction qui est réalisée dans une PAC à hydrogène. Le "potentiel de chaleur nulle" de cette réaction ou de sa symétrique qui est l'électrolyse de l'eau se situe à 1,48 Volts. ( La loi de Nernst permet de calculer un potentiel d'équilibre de 1,23V auquel il faute ajouter le facteur entropique de 0,25V). Cette notion simple permet de comprendre pourquoi une PAC qui délivre une tension de 0,7 Volts présente un rendement électrique de 47% (0,7/1,48) et donc en rendement thermique de 53%. Une PAC à hydrogène génère plus de chaleur que d'électricité!
Les conséquences de ces contraintes font que, pour des raisons de simple économie, la PAC domestique japonaise génère toute l'eau chaude de la maison, mais seulement la moitié de l'électricité. Un comble!
Ajoutez à celà une gestion délicate des arrêts et des démarrages en raison de réactions catalytiques multiples et des phénomènes thermiques complexes et vous obtenez un produit très difficile à vendre, même avec une aide massive de l'Etat. On sait que les Japonais peuvent faire des miracles en technologie et qu'ils amélioreront le système, mais la thermodynamique est têtue.
C'est un équipement idéal pour les riokans, hôtels traditionnels japonais mal éclairés mais disposant d'un vaste bain collectif très, très chaud!
Voir aussi : piles à combustible
