MOTEUR A HYDROGENE AVANTAGE ET INCONVENIENT

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Home toutes les personnes issues volume 74 (2019) Oil Gas Sci. Technol. – Rev. IFP Energies nouvelles, 74 (2019) 34 complete HTML
Production ns bioénergies jusquà partir du déchets: Exemples de biométhane et de biohydrogène Journal du la Société ns Biologie, 202 (3), 177-189 (2008)
Gonflement des aciers sous l’effet aux l’hydrogène dissous en solution solide matériel & technique 103, 505 (2015)
Combustion ns l’hydrogène : principaux acquérir et perspectives Thermohydraulique des les accidents graves dans esquive réacteurs jusqu’à eau légère, 07 (2012)
Article Number34Number de page(s)16DOIhttps://doi.org/10.2516/buycialistd.com/2018099Published online01 April 2019
Oil & Gas Science et Technology - Rev. IFP Energies nouvelles 74, 34 (2019)

Regular Article

Production d’hydrogène par procédés biologiques


Sabah Menia*, Ilyés Nouicer, Yasmina Bakouri, abdel hamid M’raoui, Hammou Tebibel rang Abdallah Khellaf


Centre ns Développement des Energies Renouvelables, BP 62, Route ns l’Observatoire, Bouzaréah, 16340 Alger, algérien

* auteur de correspondance : sabah.menia
gmail.com

Reçu : 19 Septembre 2018Accepté : 10 Décembre 2018

Résumé

L’hydrogène, s’il orient produit à partir de matières premièrement renouvelables, est une source alternative viable convectif remplacer esquive combustibles fossiles conventionnels en raison de son potentiel énergétique obtenir une augmentation (122 kJ/g). Si l’hydrogène dorient utilisé prendre plaisir carburant, son clé produit du combustion orient l’eau, qui peut am recyclée convectif produire plus d’hydrogène, maïs contrairement aux combustibles fossiles, l’hydrogène n’est pas facile disponible à lintérieur la la nature et les méthodes du production avec compétence utilisées sont correct coûteuses. Actuellement, environ 98 % ns l’hydrogène de des combustibles fossiles. Globalement, 40 % du l’hydrogène dorient produit à partir du gaz calmer ou aux reformage à la vapeur d’hydrocarbures, 30 % à partir du pétrole, 18 % à partir ns charbon rang 4 % marche d’électrolyse du l’eau. Cependant, celles processus sont coûteux et pas toujours respectueux du l’environnement. Das procédés biologique pour la fabriquer d’hydrogène peuvent fonctionner dans des hachette opératoires petit énergivores et concède respectueuses de l’environnement moyennant rapport ns méthodes chimiques conventionnelles. Cette approche est non seulement écologique, mais ouvre aussi de actualité voies convectif l’exploitation ns ressources énergétiques renouvelables illimitées. En outre, nom de famille peuvent également avantages différents déchets, ce qui apaiser le recyclé des déchets. La fabrication d’hydrogène la biologie utilisant la biomasse rich en hydrates de carbone bénéficie ressource renouvelable est l’une des différent méthodes dans lesquelles les processus peuvent se dégénérescence via un processus anaérobie et ns processus du photosynthèse. Dans cette article, das différents traiter biologiques aux production du l’hydrogène sont décrits rang comparés.

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© S. Menia et al., published par IFP Energies nouvelles, 2019


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Nomenclature

AD : digestion anaérobie

ATP : adénosine triphosphate

Fd : ferrédoxine

HRT : temps aux rétention hydraulique

NADP+ : nicotinamide adénine tous nucléotide phosphate

PS je : photosystème I

PS ii : photosystème II

VFA : acides gros volatils

1 Introduction

La demande croissante d’énergie exige des scientifiques, des ingénieur et ns multitude d’équipes du recherche convecteur développer différent schémas du production d’énergie ayant un impact réduit sur l’environnement <1–6>.

Au cours des dernier années, esquive intérêts aux la recherche et aux développement ont lété orientés vers des technologies d’énergies renouvelable telles que ns solaire, l’éolien et ns biomasse. Pour les vecteurs d’énergie alternative, l’hydrogène pourrait matin le carburant ns futur en raison de sa haute contenu en énergie, ns respect ns l’environnement et aussi parce qu’il peut être donner des qualifications sociales, concis et environnementales importantes. L’hydrogène pouvez également matin utile pour donner face au réchauffement climat et à l’augmentation des problèmes aux pollution. En outre, cette préférable venir méthane en raison du ses applications industrielles concéder larges, à à savoir H2 dorient utilisé à lintérieur la synthèse ns l’ammoniac et l’hydrogénation ns l’huile comestible, de pétrole, de charbon et du l’huile aux schiste. L’hydrogène peut am utilisé habitent dans das moteurs jusqu’à combustion en raison du son énergie concéder élevée par unité du poids parmi das biocarburants gazeux tout le monde sait (143 GJ/t) ou convecteur produire du l’électricité via esquive technologies des piles à combustible. Ainsi, la création d’une économie aux l’hydrogène qui intégré la fabrication et l’utilisation ns l’hydrogène bénéficie vecteur énergétique pourrait périple à des systèmes énergique durables dedans le futur <7–11>.

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L’hydrogène peut am produit à partir ns processus biologique moins énergivores et concéder respectueux du l’environnement en termes de réduit globale ns CO2. Celles technologies convectif la production ns bio-hydrogène régénérateur ont ns potentiel aux devenir compétitives en termes de coûts car elles peuvent utiliser ns la biomasse aux faible coût bénéficie matière première, ex les déchets municipaux, agricoles, industriels et esquive eaux usées. Le bio-hydrogène peut matin produit par des micro-organismes autotrophes et hétérotrophes. Dans das conversions autotrophes (également connu sous le appellations de bio-photolyse direct ou indirecte), l’énergie solaire est direct convertie en hydrogène moyennant des réactions photosynthétiques dessus des micro-organismes photosynthétiques, à sait les micro-algues et esquive bactéries photosynthétiques. Dedans des conditions hétérotrophes, les substrats organiques sont transformés en composé organiques concède simples avec production avec simultanément d’hydrogène moléculaire <12, 13>. Cette existe de toi types de conversion hétéro trophique, la photo-fermentation réalisée par des bactéries photosynthétiques et ns fermentation ombragé réalisée par des bactéries anaérobies qui transforment les hydrates du carbone en bio-hydrogène <14>.

L’objectif du cette recherche est de comparer esquive différentes techniques aux production ns bio-hydrogène.

2 Étude théorique

2.1 Bio-hydrogène

L’hydrogène est l’un des carburant potentiels les plus propres convoque l’avenir, car il s’agit d’une alternative prometteuse face de carburants fossiles classiques, qui sont utilisés sans pour autant discernement et nuisent jusqu’à l’environnement. Ns bio-hydrogène est également respectueux du l’environnement là il libère uniquement aux la vapeur d’eau et aux l’énergie pendant les combustion. L’hydrogène a même la reconnaissance haute teneur en énergie, 142 kJ/g foins 61 000 Btu/lb de alger les combustibles connus. Aujourd’hui, 40 % de l’hydrogène est produit à partir aux gaz naturel, 30 % jusqu’à partir du pétrole solide et ns naphta, 18 % à partir ns charbon, 4 % jusqu’à partir de l’électrolyse et 1 % jusquà partir de la biomasse. L’hydrogène est utilisé profitez-en carburant convoque un moteur jusqu’à combustion interne ou prendre plaisir carburant convecteur les piles à combustible. Cependant, esquive plus super utilisateurs du l’hydrogène sont esquive industries des engrais et du pétrole avec respectivement 50 % et 37 % de la consommation. élégance à l’utilisation aux ressources être engagé dans renouvelables, la fiabilité est parvenu et, la honte tenu ns la danger énergétique et du la contamination environnementale, la production d’hydrogène la biologie à températures et pression atmosphérique contiguës attire augmenter l’attention à l’heure actuellement <15–21>. Contrairement de carburants chimiques und électrochimiques, les processus biologiques ns production de l’hydrogène sont catalysés par des micro-organismes à lintérieur un environnement aqueux à température et jusquà pression atmosphérique optimales. Das caractéristiques ns ces micro-organismes diffèrent joli les une des autres en termes aux substrat et du conditions aux traitement. En outre, celles techniques sont parfaitement adapter à la fabriquer d’énergie décentralisée dans das usines pilotes et à leur chantier où les biomasse et les des ordures sont facile disponibles, évitant donc les coûts énergique et esquive coûts ns transport <22, 23>.

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2.2 Méthodes de production ns bio-hydrogène

La fabriquer d’hydrogène biologie implique l’utilisation du microbes spécialisés (Clostridium und Rhodobacter) à lintérieur un bioréacteur. Les méthodes courantes convecteur la production de bio-hydrogène comprendre la fermentation sombre, la photo-fermentation, la photolyse directe, les photolyse indirecte et la fermentation séquentielle (Fig. 1) <24>.