Aujourd'hui, 95 % du dihydrogène est produit à partir des combustibles fossiles par reformage : cette réaction chimique casse les molécules d'hydrocarbure sous l'action de la chaleur pour en libérer le dihydrogène.
Généralement, il est produit à partir d'eau ou d'hydrocarbures, soit par procédés thermochimiques avec captage du CO2 émis lors de la fabrication, soit par électrolyse de l'eau. Après avoir été stocké et éventuellement transporté, il est utilisé comme énergie avec une pile à combustible ou par combustion directe.
Le dihydrogène : une petite molécule pleine d'énergie
La molécule de dihydrogène est constituée de deux atomes d'hydrogène (H2). Sa combustion avec le dioxygène (O2) ne produit que de l'eau (H2O) : 2H2 + O2 -> 2H2O. Incolore, inodore, non corrosif, le dihydrogène a l'avantage d'être particulièrement énergétique.
L'hydrogène (H) est un gaz très léger dont la formule chimique est H2. Très inflammable, il est inodore, incolore, non toxique et non corrosif.
La production d'hydrogène se fait par le biais la méthanisation et le reformage et par voie thermochimique.
De l'eau pour produire de l'hydrogène renouvelable...
C'est LA technique pour produire de l'hydrogène, qui consiste à « casser » des molécules d'eau à l'aide d'un courant électrique (via un électrolyseur), afin d'en extraire le dihydrogène H2.
La production d'hydrogène par électrolyse de l'eau
Produire de l'hydrogène par électrolyse consiste à décomposer les molécules de l'eau ( H2O) en dioxygène (O2) et dihydrogène ( H2) grâce à un courant électrique.
D'après la théorie du Big Bang, il s'est formé peu après la naissance de notre univers alors que les éléments plus lourds ne sont apparus que bien plus tard sous l'effet des réactions de fusion nucléaire se réalisant dans le cœur des premières étoiles et au sein des supernovas.
Le test de la flamme permet d'identifier la présence de dihydrogène (H2) dans un récipient.
un vecteur énergétique. L'hydrogène est l'élément chimique le plus simple : son noyau se compose d'un unique proton et son atome ne compte qu'un électron. La molécule de dihydrogène (H2) est constituée de deux atomes d'hydrogène. On parle communément d'hydrogène pour désigner en fait le dihydrogène.
Dihydrogène H2 Test à la flamme Rapprocher une allumette enflammée de l'ouverture du récipient contenant le gaz à tester. Si une "détonation" se produit alors le gaz testé est du dihydrogène.
Les éléments présents en début de réaction sont les réactifs. Les éléments présents en fin de réaction sont les produits.
Les propriétés physiques et chimiques de A, B et AB sont différentes. La formation d'eau (H2O) est un exemple de réaction de synthèse. Cette réaction se produit quand de l'hydrogène gazeux (H2) réagit avec de l'oxygène gazeux (O2). Le produit de cette réaction est de l'eau liquide.
Les atomes d'hydrogène sont juste des protons. Les protons sont les seules particules composites stables pouvant être formées à partir de quarks. Ainsi, dès que l'Univers primordial est suffisamment froid pour que les quarks soient dans un état lié, vous obtenez beaucoup de protons, c'est-à-dire beaucoup d'hydrogène.
L'hydrogène y est combiné à l'oxygène de l'air pour générer un courant électrique. Ce mode de fabrication n'émet pas de gaz à effet de serre, seulement de la chaleur et de l'eau. L'hydrogène permet ainsi de produire une électricité propre, silencieuse et disponible quand on en a besoin.
Pour produire ces 10.000 kg d'H2 compressés à 700 bars par jour avec un rendement de 50%, il faut rien moins que 1000 MWh21, soit une alimentation d'une puissance de 50 MW (pour une seule station service) pendant 20h par jour.
Le dihydrogène est principalement obtenu à partir de l'eau, des hydrocarbures (gaz naturel et pétrole) ou du charbon.
On appelle réactifs les espèces chimiques qui disparaissent et produits les espèces chimiques qui apparaissent au cours d'une transformation chimique. - Ils peuvent être donnés par certains indices : formation d'un gaz, changement de couleur, variation de la température ou du pH, etc.
L'équation bilan de la synthèse de l'eau s'écrit : 2H2 + O2 ——————-> 2H2O. C'est l'équation inverse de la synthèse de l'eau.
Synthèse : Tous les éléments chimiques présents dans l'univers se sont formés par réaction de fusion nucléaire au cœur des étoiles comme le soleil à partir d'un seul élément initial, l'hydrogène.
Comment le produire ? La production d'hydrogène, ou plus précisément de dihydrogène, est le plus souvent obtenue par un procédé d'extraction chimique d'hydrocarbures fossiles, principalement du méthane, du charbon et des résidus de pétrole (vaporeformage de gaz naturel, gazéification et pyrolyse de la biomasse, etc.)
Comment, dans la molécule de dihydrogène, les atomes d'hydrogène arrivent-ils à acquérir une structure électronique en « duet » ? Pour changer de structure électronique ; les atomes partagent leur(s) électron(s). Chaque hydrogène semble avoir 2 électrons et ainsi former une structure en duet.
Du dihydrogène supplémentaire peut être récupéré par ajout d'eau, par le biais de la réduction de l'eau, dans la réaction du gaz à l'eau réalisée à environ 130 °C : CO + H2O → CO2 + H.
L'électrolyse permet de transformer les surplus d'électricité en hydrogène. L'hydrogène peut ensuite être stocké ou transporté. Il peut être utilisé directement (sous forme de carburant notamment) ou bien reconverti en électricité au moyen d'une pile à combustible.
L'électrolyse de l'eau (H2O) permet (grâce à un courant électrique) de scinder les atomes d'hydrogène (H) de ceux d'oxygène (O). Le vaporeformage consiste à contraindre un gaz carboné (méthane par exemple) à de la vapeur d'eau à haute température afin de casser les liaisons atomiques et de récupérer l'hydrogène.