Modélisation numérique et étude expérimentale du stockage de l'hydrogène dans des réservoirs à lit fixe adsorbants

par Gelareh Momen

Thèse de doctorat en Génie des procédés

Sous la direction de Khaled Hassouni.

Soutenue en 2006

à Paris 13 .

mots clés

• Hydrogène -- Stockage
• Hydrogène -- Absorption et adsorption

Résumé

Le stockage de l’hydrogène dans des réservoirs à lits fixes poreux adsorbants est étudié à l’aide de modèles numériques de transport en milieu poreux. La limitation de la capacité de stockage due aux effets thermiques provenant du caractère exothermique de l’adsorption a été plus particulièrement analysée par ces modèles. Après une introduction générale situant le contexte de l’étude dans le cadre du développement de l’hydrogène comme vecteur d’énergie, les modèles décrivant le transport d’un gaz dans des milieux poreux adsorbants sont présentées. Les méthodes numériques utilisées pour résoudre les équations dérivant de ce modèle sont ensuite discutées. Le code de simulation résultant de ces développements est d’abord validé par comparaison des dynamiques d’évolution de pression, de débit et du champ de température calculés et mesurés sur un banc de stockage dynamique. Des simulations sont ensuite réalisées sur différents types de charbons actifs. Les résultats montrent que les effets thermiques peuvent conduire à réduire de 30% la capacité de stockage d’un matériau satisfaisant les recommandations DOE. Ils ont également montré que les recommandations DOE peuvent être satisfaites si on utilise certains charbons actifs performants dans des conditions de charge cryogénique.

Titre traduit

Numerical modeling and experimental study of hydrogen storage in porous adsorbant packed bed

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