Générateur d'électricité à acide formique et à pile à combustible utilisable sur véhicules.



1. Le réservoir.


Le réservoir est constitué de plusieurs cylindres ou bonbonnes contenant à la fois :

- l'acide formique qui sera décomposé en hydrogène H2 et en CO2,
- et le CO2 liquide.

Un piston, pouvant se déplacer dans un sens ou dans l'autre, sépare les deux constituants.

Pendant l'utilisation, le réservoir se vide en acide formique et se remplit en CO2.
A la station de remplissage, un pistolet à deux orifices permet simultanément la double opération inverse : remplir en acide formique et vidanger le CO2 liquide.

Une enveloppe gonflable entoure le réservoir et se remplit en CO2 en cas de trop forte pression de celui-ci.

En tête de chaque bonbonne, on peut placer une vanne avec manomètre et une jauge à fil tendu relié au piston.

2. La dissociation de l’acide formique (HCOOH) en hydrogène (H2) et dioxyde de carbone (CO2).


Peut s’effectuer à basse température en utilisant les catalyseurs appropriés et en se servant de la chaleur produite par la pile à combustible.(*)

La méthode suivante permet des pressions élevées et ne produit pas de monoxyde de carbone (CO) :(**)

http://patents.justia.com/patent/8133464
Patent number: 8133464
Patent Application Number: 20100068131
Assignee: Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) (Lausanne)
Inventors: Gabor Laurenczy, Céline Fellay, Paul Dyson  

(*) Si on compare avec le méthanol, le reformage de celui-ci, s'effectuant  à 270°C avec catalyseur, nécessite 10 à 15% de l'énergie disponible.

(**) L'expérience  a montré que le CO2 est bien liquéfié.

3. La pile à combustible.

Dans l’exemple (voir figure), c’est une pile alcaline (AFC) qui a été choisie, essentiellement pour tenir compte du coût des électrodes, mais aussi du rendement, l’électrolyte étant traditionnellement une solution de KOH, ce qui pose le problème de la formation de carbonates à cause du CO2 contenu dans l’air.

  Régénération de l’électrolyte (dans le cas d’une pile AFC) :

Il existe plusieurs possibilités :
- soit capter le CO2 avant l’entrée de l’air dans la pile,
- soit vidanger régulièrement l’électrolyte et le remplacer,
- soit séparer et traiter les carbonates directement à bord du véhicule.

Les méthodes et procédés pour ce faire existent dans la littérature.
Comme on dispose de "chaud" et de "froid", une méthode basée sur la différence de solubilité suivant la température pourrait être étudiée.

4. Régénération du CO2 en acide formique.


Plusieurs procédés, entre autres :

1) Le plus récent :

2) Un autre procédé :
"L’un des procédés, à l’échelle du laboratoire de recherche, pour produire l’acide formique à partir du CO2 (jusqu’à 3,5 millions de cycles catalytiques) utilise un catalyseur d’iridium(III) en présence de potasse sous haute pression de CO2 et de dihydrogène (50 bars et 120°C)."




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