Matériaux pour la filière hydrogène : notre expertise au service de la transition énergétique
Quels enjeux pour la filière hydrogène ?
Contribuer activement à la transition énergétique mondiale
Nous avons à cœur de répondre aux besoins spécifiques des industries et des transports et proposons tout un éventail de produits alliant innovation, sécurité et performance. Notre objectif : voir l’hydrogène adopté à plus grande échelle et amorcer la dépollution des villes grâce au déploiement de nouveaux modes de transports à hydrogène.
Pour une production d'hydrogène optimisée
Dans le domaine de la production d'hydrogène, Arkema propose des solutions performantes pour optimiser les installations et améliorer la fiabilité des équipements.
- Nos polymères hautes performances PVDF Kynar® et PEKK Kepstan® : ils peuvent être utilisés comme matériaux pour les tuyaux et connecteurs dans le Balance of Plant (BOP) des unités d'électrolyse. Grâce à leur excellente résistance chimique, thermique et mécanique, ils garantissent une plus longue durée de vie aux systèmes. A titre d'exemple, les polymères PVDF Kynar® sont utilisés depuis des décennies dans l'industrie des semi-conducteurs pour le transport ultra pur grâce à leur pureté exceptionnelle.
- Tamis moléculaires Siliporite® : ces tamis de haute capacité et haute densité assurent un séchage efficace de l'hydrogène produit par les électrolyseurs. Leur structure permet l’utilisation de cuves de plus petite taille, réduisant ainsi les coûts d'installation et l'encombrement, tout en améliorant la performance globale des unités de production.
Focus sur le stockage de l'hydrogène liquide
Bien stocker l’hydrogène, c’est garantir un approvisionnement sûr et efficace.
- D'une part, nous travaillons à optimiser le stockage de l'hydrogène liquide, en maintenant un vide très élevé dans la couche isolante des réservoirs. Les tamis moléculaires Siliporite® Cryosiev sont spécifiquement conçus pour capturer la vapeur d'eau et les autres impuretés présentes dans les espaces interstitiels des réservoirs à double paroi, garantissant ainsi une performance d'isolation optimale et une efficacité de stockage à long terme.
- D'autre part, nous proposons des composés pour la technologie des transporteurs d'hydrogène organique liquide (LOHC). Les LOHC sont des produits chimiques organiques liquides capables de stocker et de libérer de l'hydrogène facilement et en toute sécurité. Les composés aromatiques tels que le monobenzyltoluène et le dibenzyltoluène sont idéaux, grâce à leur structure chimique capable de stocker jusqu'à 6,2 % en poids d'hydrogène sous forme liquide et avec un point d'éclair élevé.
Pour une distribution sûre et fiable de l'hydrogène
Nos produits jouent des rôles variés et ce à plusieurs étapes du transport de l’hydrogène. Nos matériaux sont spécialement conçus pour garantir une utilisation efficace et en toute sécurité.
- A la sortie des usines de production d'hydrogène : le mélange Spotleak® permet d'odoriser l'hydrogène, ce qui facilite sa détection en cas de fuite et assure un transport sûr et efficace, comme celui du gaz naturel.
- Dans les conduites de distribution : le polyamide 11 Rilsan®, 100% d’origine renouvelable, est idéal grâce à sa faible perméabilité au gaz, garantissant une distribution fiable de l'hydrogène.
- Dans les aciéries et centrales électriques : l’utilisation de l'hydrogène ou de mélanges hydrogène-gaz naturel peut réduire significativement les émissions de CO₂. Nos odorisants pour gaz Spotleak® assurent une détection rapide des fuites pour renforcer la sécurité des infrastructures.
- Dans les réservoirs pour remorques et véhicules utilitaires lourds : les tapes en polyamide-carbone UDX® sont utilisés pour l'enroulement des appareils à pression composites de type V, garantissant une résistance élevée et un poids réduit pour un transport facilité.
Une offre complète pour l'hydrogène au service des nouvelles mobilités
Avec notre offre One Arkema, nous souhaitons favoriser le développement des moyens de transports à hydrogène. Nos matériaux avancés sont pensés pour s’adapter aux besoins des véhicules utilitaires lourds. Voici quelques exemples d’applications clés.
- Dans les lignes et connecteurs pour l'hydrogène : les tubes multicouches Rilperm® et les connecteurs fabriqués à base de polyamide polyamide 11 Rilsan® sont parfaits pour le transfert de l'hydrogène à basse ou moyenne pression, offrant fiabilité et durabilité.
- Dans les piles à combustible : les membranes échangeuses de protons à base de PVDF Kynar® sont utilisées comme liants pour les plaques bipolaires graphitiques, améliorant l'efficacité et la robustesse des piles à combustible. Les adhésifs et solutions d'étanchéité Bostik Engineering, durcissables aux UV, assurent quant à eux un assemblage fiable des membranes-électrodes (MEA).
- Dans les réservoirs pour véhicules utilitaires légers : les capteurs en polymères piézo-actifs Piezotech® augmentent la sécurité en détectant les signes de fatigue et les impacts. La couche de revêtement en polyamide polyamide 11 Rilsan® , associée à la résine acrylique Elium®, est appliquée par enroulement humide de fibres de carbone pour les appareils à pression composites de type IV, offrant résistance et légèreté. L'agent de renforcement Clearstrength® améliore la résistance à la fissuration sous contrainte et la durabilité des composites époxy.
- Dans les extrémités des réservoirs : les adhésifs structurels Pliogrip™ 2KPU, à faible teneur en monomère, garantissent un collage durable et résistant. Les adhésifs Bostik sont également utilisés pour fixer la mousse de protection en polypropylène expansé (EPP), renforçant la sécurité globale des réservoirs.
FAQ sur l'hydrogène
1. Qu'est-ce que l'hydrogène et où le trouve-t-on ?
L'hydrogène est un gaz léger, incolore et inodore. Il est l'élément chimique le plus abondant dans l'univers. Sur Terre, on le trouve principalement sous forme combinée avec d'autres éléments, comme dans l'eau (H₂O) ou les hydrocarbures. Pour obtenir de l'hydrogène pur et donc utilisable comme source d’énergie, il faut extraire l'élément, notamment grâce à l'électrolyse de l'eau ou au reformage du gaz naturel.
2. À quoi sert l'hydrogène aujourd'hui ?
L'hydrogène est utilisé dans de nombreux domaines :
- Industrie : pour produire de l'ammoniac et raffiner le pétrole.
- Transport : sous forme de carburant pour les véhicules équipés de piles à combustible.
- Énergie : comme solution de stockage de l'électricité produite par des énergies renouvelables.
3. Comment l'hydrogène peut-il nous aider à réduire les émissions de CO₂ ?
L'hydrogène peut être une alternative aux énergies fossiles, car sa combustion ne produit que de l'eau et aucune émission de CO₂. Cependant, son impact dépend de la méthode de production : l'hydrogène vert, produit grâce aux énergies renouvelables, est totalement décarboné.
4. Comment fonctionne un véhicule à hydrogène ?
Les véhicules à hydrogène utilisent une pile à combustible pour convertir l’hydrogène en électricité qui alimente un moteur électrique. Le seul rejet du moteur est de la vapeur d'eau. Le ravitaillement se fait en quelques minutes, comme pour les véhicule classiques.
5. L'hydrogène est-il sûr à utiliser ?
L'hydrogène est un gaz inflammable, mais des protocoles stricts et des matériaux spécialisés (comme ceux développés par Arkema) garantissent un niveau de sécurité élevé. Par exemple, des capteurs permettent de détecter rapidement d'éventuelles fuites, et les réservoirs sont conçus pour être extrêmement résistants aux chocs.
6. Pourquoi parle-t-on beaucoup de l'hydrogène pour l'avenir ?
L'hydrogène est considéré comme un pilier de la transition énergétique mondiale. Il pourrait permettre de décarboner des secteurs difficiles à électrifier, comme l'industrie lourde, les transports longue distance ou le chauffage des bâtiments, et il pourrait jouer un rôle clé dans le stockage des énergies renouvelables.