FR2658181A1 - Fluide reactif regenerable de stockage d'energie, et installation de production et d'utilisation d'hydrogene mettant en óoeuvre un tel fluide. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un fluide réactif régénérable de stockage d'énergie, et une installation de production et d'utilisation d'hydrogène mettant en œuvre un tel fluide réactif régénérable. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, ce fluide est constitué par une suspension de poudre métallique dans l'eau, ladite poudre étant obtenue à partir d'au moins un métal pris dans le groupe constitué par l'aluminium, le magnésium, le zinc, et le fer, avec addition d'au moins un adjuvant favorisant la stabilité sédimentative et/ou chimique de ladite suspension dans le temps, ledit fluide étant ainsi susceptible de libérer de l'énergie sous forme de chaleur et d'hydrogène lors de l'initiation d'une réaction de décomposition de l'eau par ledit métal. L'installation associée comporte un générateur d'hydrogène ( 100) comprenant au moins un réacteur (101, 102), présentant une entrée (110) d'alimentation en continu en fluide réactif régénérable et surmonté d'un élément réfrigérant (120) à la sortie duquel l'hydrogène peut être récupéré, et de préférence aussi une unité de combustion catalytique de l'hydrogène (130) ainsi qu'un échangeur de chaleur à récupération ou à condensation (140). Application notamment à toute utilisation utilisant l'hydrogène comme vecteur chimique et énergétique, et en particulier à la réalisation d'une chaudière chimique.

Description

La présente invention concerne le domaine du stockage d'énergie, et plus particulièrement celui des fluides réactifs régénérables permettant de stocker de l'énergie et de libérer cette énergie au moins sous forme de chaleur, et de préférence aussi sous forme d'hydrogène.

Au-delà des techniques anciennes de stockage de chaleur sensible (par exemple utilisant des graviers), ou des techniques plus récentes de stockage de chaleur latente (par exemple utilisant des matériaux à changement de phase ou MCP, ou encore certains composés minéraux ou organiques particuliers), on s'est intéressé à des techniques de stockage thermochimique de l'énergie utilisant des réactions chimiques endo et exothermiques qui soient réversibles ou renversables. Ce type de stockage permet d'utiliser des composés chimiques en tant que stockeurs d'énergie à froid.

On a ainsi proposé d'utiliser par exemple l'oxyde de calcium ou l'oxyde de magnésium. Ces deux produits conduisent, par hydratation, à l'hydroxyde correspondant avec utilisation de chaleur, la régénération étant assurée par décomposition de l'hydroxyde en oxyde dans une phase ultérieure.

L'oxyde de calcium utilisé, sous forme de poudre ou de granulés disposés dans de l'eau, peut par exemple permettre d'obtenir une production de chaleur de l'ordre de 1,25 MJ par kg d'oxyde de calcium.

Ce type de technique, outre sa limitation à la production de chaleur, offre des résultats qui restent médiocres, essentiellement en raison de la mauvaise conduction thermique de l'oxyde de calcium qui se présente toujours sous la forme d'un solide divisé.

De ce fait, il apparaît particulièrement séduisant d'utiliser des fluides réactifs régénérables à base de métaux, car la densité de stockage en J/kg peut atteindre des valeurs élevées, notamment en rejoignant le niveau de densité de stockage du fuel domestique, lequel n'est cependant pas régénérable.

On s'oriente de plus en plus vers une utilisation de l'hydrogène, à la fois comme vecteur chimique et énergétique, car il présente un fort contenu énergétique, et il constitue de plus un carburant "propre" (absence totale de produits polluants à la combustion), contrairement aux hydrocarbures dont la combustion génère un dégagement d'imbrûlés toxiques et de gaz carbonique.

Le stockage d'hydrogène à l'état gazeux (ou plus rarement liquide, comme c'est par exemple le cas dans le domaine aérospatial) présente des inconvénients (risques d'explosion, et poids des bouteilles de stockage si l'on veut éviter un stockage souterrain sous pression), ce qui a amené à étudier l'utilisation d'hydrures métalliques pour stocker l'hydro- gène sous forme adsorbée. Cependant, les hydrures métalliques sont encore très onéreux, et leur utilisation reste encore difficile à maîtriser.

L'état de la technique est également illustré par le brevet français N" 2 288 548, dans lequel est décrit un réacteur pour carburation de synthèse à production d'hydrogène, dans lequel il est prévu de décomposer dans de l'eau additionnée de soude caustique, de l'aluminium qui en foisonnant dégage de l'hydrogène pur, avec bouillonnement du liquide, selon une réaction d'oxydo-réduction de l'eau.

Un tel système est en réalité difficilement exploitable.

En effet, l'alimentation du réacteur est totalement discontinue, et il est de ce fait difficile de la contrôler : les figures du brevet précité illustrent bien le mode d'alimentation gravimétrique utilise, s'effectuant par déversement d'éléments d'aluminium (en barres, en feuilles, en poudre, ou en déchets) en partie supérieure du réacteur alors ouvert. De ce fait, outre la difficulté de préserver l'herméticité du réacteur et la nécessité d'une intervention humaine, le débit d'hydrogène reste totalement aléatoire.

L'état de la technique peut être encore complété par la demande de brevet japonais N" 63-89401, dans lequel est décrit un système de production d'hydrogène en continu. Ce système comporte une cuve contenant de l'eau, dans laquelle sont disposés des plateaux inclinés. En haut de la cuve est prévue une trémie d'alimentation en poudre d'aluminium, cette poudre tombant ainsi sur les plateaux inclinés successifs : l'hydrogène barbote dans une solution aqueuse de soude, et se dégage en remontant à contre-courant dans le milieu liquide-solide.

Un tel système est également difficile à exploiter dans la pratique : outre le débit aléatoire d'hydrogène, dû à l'alimentation gravimétrique discontinue en poudre d'aluminium, et la difficulté de maintenir l'herméticité de la cuve (du fait de l'alimentation sous forme solide laissant subsister une porosité intersticielle compliquant la maîtrise de l'étanchéité du système d'alimentation, et de ce fait de l'ensemble de l'installation), inconvénients déjà notés pour le système précédent, il convient d'ajouter la nécessité de prévoir une cuve de grandes dimensions en raison de l'hétérogénéité de la phase qu'il contient, ainsi que les risques d'encrassement des plateaux inclinés. De plus, l'installation comporte nécessairement un stockage intermédiaire d'hydrogène pour tenter de réguler le débit d'alimentation en hydrogène, ce qui pose problème pour la sécurité de l'environnement.Finalement, ce système est en réalité limité à une application en laboratoire, mais reste en fait impraticable de façon industrielle.

L'invention a pour objet de concevoir un fluide réactif régénérable plus performant, permettant un stockage aisé et sûr d'hydrogène sous la forme d'un fluide, et qui soit à la fois stable dans le temps (stabilité chimique et sédimentative), tout en présentant une densité énergétique très élevée.

L'invention a aussi pour objet de proposer un fluide réactif régénérable dont la viscosité soit compatible avec son transport et son pompage par des méthodes conventionnelles, et dont la formulation soit définissable avec une précision suffisamment élevée pour pouvoir contrôler le débit d'hydrogène, de façon à ne produire de l'hydrogène qu'à la demande, sans nécessité de prévoir un stockage intermédiaire.

L'invention a encore pour objet de proposer un fluide réactif régénérable dont la composition puisse être déterminée en fonction du type d'application concernée, selon qu'on s'intéresse avant tout à la chaleur ou au volume d'hydrogène que l'on cherche à obtenir, et aussi en fonction des températures de stockage concernées.

L'invention a également pour objet de proposer une installation de production et d'utilisation d'hydrogène mettant en oeuvre un fluide réactif régénérable du type précité, qui puisse être alimentée en continu en fluide réactif régénérable, tout en restant de structure simple et compatible avec des applications très diverses, aussi bien directes (piles à combustible, moteurs, réactifs chimiques), qu'indirectes (avec une combustion de l'hydrogène produit, notamment pour le chauffage domestique, en permettant ainsi la réalisation d'une véritable "chaudière chimique").

L'invention a aussi pour objet de réaliser une telle installation apte à une alimentation et un soutirage en continu, sans nécessiter une quelconque intervention humaine, dont le rendement soit élevé, et dont le fonctionnement soit à la fois souple et aisément contrôlable.

I1 s'agit plus particulièrement d'un fluide réactif régénérable de stockage d'énergie, caractérisé par le fait qu'il est constitué par une suspension de poudre métallique dans l'eau, ladite poudre étant obtenue à partir d'au moins un métal pris dans le groupe constitué par l'aluminium, le magnésium, le zinc, et le fer, avec addition d'au moins un adjuvant favorisant la stabilité sédimentative et/ou chimique de ladite suspension dans le temps, ledit fluide réactif régénérable étant ainsi susceptible de libérer de l'énergie sous forme de chaleur et d'hydrogène lors de l'initiation d'une réaction de décomposition de l'eau par ledit métal.

Plus particulièrement, la poudre métallique est une poudre atomisée dont la granulométrie moyenne est de l'ordre de 10 à 30 um.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le fluide réactif régénérable comporte au moins un adjuvant constitué par un polymère dérivé de la cellulose ; en particulier, l'adjuvant utilisé est constitué par une carboxyméthyl-cellulose (CMC), ou encore est constitué par une hydroxyéthyl-cellulose (HEC).

En variante, le fluide réactif régénérable comporte un adjuvant constitué par une carboxyméthyl-cellulose (CMC) et un adjuvant constitué par une hydroxyéthyl-cellulose (HEC).

Pour certaines applications, il est intéressant de prévoir que le fluide réactif régénérable comporte également un additif améliorant la tenue de la suspension vis-à-vis des micro-organismes, tel que le formol, et/ou un additif favorisant la stabilité chimique de la suspension, tel que le silicate de sodium.

Avantageusement, les teneurs en poudre métallique et en adjuvants ou additifs sont choisies pour que la viscosité dudit fluide soit compatible avec son transport et son pompage, en étant par exemple au plus égale à 8 Pa.s, et de préférence comprise entre 3 et 6 Pa.s.

Selon un mode de réalisation préféré, la poudre métallique est une poudre d'aluminium, et les masses d'aluminium et d'eau sont dans un rapport compris entre 0,45 et 0,6, et de préférence voisin de 0,5.

Conformément à une formulation avantageuse, le fluide réactif régénérable comporte des adjuvants ou additifs dont les pourcentages massiques approchés se répartissent en 2 % de silicate de sodium et 1,7 à 1,9 % d'hydroxyéthyl-cellulose (HEC), avec en outre une solution saline permettant d'abaisser sensiblement le point de congélation dudit fluide en vue d'un stockage extérieur de celui-ci, en particulier une solution saline telle que le rapport massique NaCl / H20 soit compris entre 0,19 et 0,23.

En variante, le fluide réactif régénérable comporte des adjuvants ou additifs dont les pourcentages massiques approchés se répartissent en 1 % de formol, 2 % de silicate de sodium, et 1,6 à 2 % d'hydroxyéthyl-cellulose (HEC).

Selon une autre variante, le fluide réactif régénérable comporte des adjuvants ou additifs dont les pourcentages massiques approchés se répartissent en 1 % de formol, 2 % de silicate de sodium, 0,5 à 1 % d'hydroxyéthyl-cellulose (HEC), et 2,3 à 2,6 % de carboxyméthylcellulose (CMC).

Selon encore une autre variante, le fluide réactif régénérable comporte des adjuvants ou additifs dont les pourcentages massiques approchés se répartissent en 1 % de formol, 2 % de silicate de sodium, 0,5 à 1 % d'hydroxyéthyl-cellulose (HEC), et 2,8 à 3,2 % de carboxyméthylcellulose (CMC).

L'invention concerne également une installation de production et d'utilisation d'hydrogène mettant en oeuvre un fluide réactif régénérable comportant l'une au moins des caractéristiques précitées, cette installation étant caractérisée par le fait qu'elle comporte un générateur d'hydrogène comprenant au moins un réacteur hermétiquement clos et de type parfaitement agité, présentant une entrée d'alimentation en continu en fluide réactif régénérable et surmonté d'un élément réfrigérant à la sortie duquel l'hydrogène peut être récupéré. L'alimentation en métal étant obtenue par un fluide continu, l'étanchéité est alors aisément contrôlable, ce qui n'était pas le cas pour les techniques connues.

Selon un mode de réalisation particulier dans lequel l'installation précitée est utilisable comme chaudière chimique, cette installation est remarquable en ce qu'elle comporte en outre une unité de combustion de l'hydrogène et, en aval de celle-ci, un échangeur de chaleur.

De préférence, l'unité de combustion est un réacteur catalytique de type classique, par exemple un lit fixe de billes ou un bloc de monolithe imprégné de catalyseur, permettant de valoriser l'hydrogène par combustion catalytique ; en particulier, le réacteur catalytique est relié à la sortie de l'élément réfrigérant par l'intermédiaire d'un module de filtration permettant d'arrêter les fines particules entraînées, d'un clapet anti-retour, et d'un venturi-mélangeur permettant de diluer l'hydrogène aspiré dans de l'air comprimé.

De préférence également, l'échangeur de chaleur est un échangeur de type classique, soit direct (colonne à bulles), soit indirect (à condensation), permettant une meilleure valorisation des gaz de combustion.

I1 est en outre intéressant que l'installation précitée comporte également une unité supplémentaire de récupération de chaleur utilisant la suspension métal-eau résultant de la réaction de décomposition de l'eau, ladite unité supplémentaire comportant un échangeur de type classique, par exemple un échangeur cylindrique coaxial.

Dans ce cas, il est avantageux que l'échangeur de l'unité supplémentaire soit relié au réacteur ou à l'un au moins des réacteurs du générateur d'hydrogène par l'intermédiaire d'un module de précipitationfiltration, la canalisation d'eau traversant ledit échangeur étant reliée à l'entrée de l'échangeur de chaleur prévu en aval de l'unité de combustion pour permettre ainsi un préchauffage d'une partie du fluide primaire dudit échangeur de l'unité supplémentaire ; en particulier, un venturi à émulsion est prévu en amont de l'échangeur de chaleur prévu en aval de l'unité de combustion, auquel arrive la canalisation d'eau traversant l'échangeur de l'unité supplémentaire, une pompe de recirculation étant en outre prévue, de préférence en amont dudit venturi à émulsion.

Il est également intéressant, pour une installation dans laquelle le fluide réactif régénérable est constitué par une suspension de poudre d'aluminium dans l'eau, que cette installation comporte un premier réacteur comportant inférieurement une entrée d'alimentation en continu en fluide réactif régénérable et une entrée supplémentaire d'alimentation en soude, et un deuxième réacteur en série avec ledit premier réacteur et présentant inférieurement une sortie de soutirage en continu des produits de la réaction.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre et de la figure unique du dessin annexé, concernant un mode particulier de réalisation d'une installation de production et d'utilisation d'hydrogène, mettant en oeuvre un fluide réactif régénérable conforme à l'invention.

Ainsi que cela a été indiqué plus haut, le fluide réactif régénérable est constitué, conformément à une caractéristique essentielle de l'invention, par une suspension de poudre métallique dans l'eau, ladite poudre étant obtenue à partir d'au moins un métal pris dans le groupe constitué par l'aluminium, le magnésium, le zinc et le fer, avec addition d'au moins un adjuvant favorisant la stabilité sédimentative et/ou chimique de ladite suspension dans le temps, de façon que ce fluide réactif régénérable soit ainsi susceptible de libérer l'énergie sous forme de chaleur et d'hydrogène lors de l'initiation d'une réaction de décomposition de l'eau par ledit métal.

Bien qu'il puisse être envisagé, dans certains cas particuliers, d'utiliser des mélanges ou alliages réalisés à partir de plusieurs métaux du groupe précité, on retiendra en général un seul métal pour constituer la poudre en suspens ion dans l'eau.

Le choix du métal sera en général guidé par le type d'application concerné, selon qu'on s'intéresse avant tout à la chaleur récupérable ou au volume d'hydrogène que l'on cherche à obtenir, mais aussi par le type d'infrastructure industrielle disponible.

En théorie, il serait possible d'envisager tout métal M dont le potentiel électrochimique est inférieur à celui de l'hydrogène, de façon à obtenir une décomposition de l'eau conduisant à la production d'hydrogène, selon la réaction M + n H2 O --r M (OH) n + n/2 H2. En fait, pour des raisons pratiques de mise en oeuvre, il a semblé préférable de se limiter au groupe de métaux précité.

A ce titre, l'aluminium apparaît le métal le plus avantageux dans ce groupe de métaux.

En effet, l'aluminium est un métal plus réducteur que les métaux usuels (cuivre, plomb, fer, zinc). Sa valence élevée conduit à la libération de 1,5 mole d'hydrogène par mole d'aluminium.

L'aluminium, bien qu'étant un métal éminemment oxydable, est cependant inaltérable dans l'air à température ordinaire, parce qu'il se forme à froid, à sa surface, une couche mince (0,01 à 0,1 microns) très compacte d'alumine amorphe qui le protège d'une oxydation en profondeur.

De plus, entre 0 et 1000C, l'eau pure n'attaque pas l'aluminium de bonne pureté. I1 y a simplement augmentation de l'épaisseur de la couche d'oxyde.

L'alumine joue le rôle d'une couche protectrice, préservant ainsi l'aluminium de toute oxydation lors de son intégration au fluide réactif régénérab le.

L'aluminium réagit en présence de soude, car la soude dissout la couche protectrice d'alumine et permet l'attaque de l'aluminium. La réaction libère de l'énergie sous forme de chaleur et d'hydrogène.

L'aluminium après réaction se trouve sous forme d'hydroxyde.

Globalement l'aluminium réagit sur l'eau selon la réaction
Al + 3H2O NaOfl Al(OH)3 + 3/2 H2 + 480,6 KJ/Mol
L'énergie est libérée lors de la réaction sous forme de chaleur pour 52 %, et sous forme d'hydrogène pour 48 %. Pour un pourcentage massique en aluminium de 31,4 dans le fluide réactif régénérable, et sachant que la chaleur de combustion de l'hydrogène est de 295,5 KJ/Mol, l'énergie disponible est de 10,74 MJ par kg de fluide réactif régénérable (5,59 MJ sous forme de chaleur et 5, 15 MJ sous forme d'hydrogène).On peut noter que le pouvoir calorifique équivalent est de 92,3 MJ par litre d'aluminium brut et 44,4 MJ par litre d'aluminium en poudre, soit encore 34,2 MJ par kg d'aluminium en poudre, contre 41,8 MJ/kg pour le fuel domestique.

L'hydroxyde d'aluminium obtenu après réaction est un produit solide qui peut être reconverti en aluminium, en suivant les procédés traditionnels de l'industrie de l'aluminium (calcination, électrolyse, ...).

Dans la pratique, on choisira de préférence une suspension de poudre atomisée d'aluminium telle que les masses d'aluminium et d'eau sont dans un rapport compris entre 0,45 et 0,6, par exemple voisin de 0,5.

La granulométrie moyenne de la poudre d'aluminium est de l'ordre de 10 à 20 pm, en particulier voisine de 15 ijm.

Cette poudre d'aluminium atomisée peut être par exemple obtenue par le procédé Hall, selon lequel de l'air comprimé à très haute pression est détendu autour de l'orifice d'une buse alimentée par de l'aluminium liquide. Ce jet d'air comprimé crée le vide autour de l'orifice, ce qui a pour effet de faire monter l'aluminium et de le faire éclater en fines gouttelettes. L'aluminium pulvérisé est alors aspiré par dépression dans des cyclones.

Dans le cas du magnésium, aucun apport de base n'est nécessaire pour déclencher ou initier la réaction de décomposition de l'eau, mais il faut cependant prévoir des moyens de chauffage pour que l'eau dans laquelle la poudre est en suspension soit portée à une température de l'ordre de 70"C (il est en effet bien connu que la réaction ne s'initie qu'à partir d'un seuil de température). La réaction est exothermique, comme pour l'aluminium, mais on obtient un peu moins d'hydrogène et un peu plus de chaleur pour une masse donnée de suspension avec un fluide réactif régénérable de formulation stoechiométrique.

Pour une poudre de zinc, il faut prévoir un apport de base forte (soude, potasse ...) comme pour l'aluminium. Le choix du zinc est certes bon en théorie, mais il faut reconnaître qu'il y a actuellement peu de structures existantes pour son exploitation industrielle. De plus, la stabilité sédimentative est plus délicate à contrôler qu'avec l'aluminium, de sorte qu'il s'avère nécessaire de prévoir à cet effet des moyens de brassage intermittent. La réaction est là encore exothermique, et permet en fait d'obtenir surtout de l'hydrogène pour une faible quantité de chaleur dégagée.

Avec une poudre de fer, les conditions du déclenchement de la réaction sont relativement sévères, puisqu'il faut prévoir la présence d'une vapeur d'eau à une température d'au moins 200"C (la réaction est, il convient de le rappeler, endothermique). De ce fait, les applications de ce type de fluide réactif régénérable seront essentiellement axées vers l'industrie intéressée par une production d'hydrogène.

Les Tableaux I et II qui vont suivre rassemblent des données comparatives de différents types de fluides réactifs régénérables organisés selon une suspension de poudre métallique dans l'eau.

Le Tableau I indique, pour chaque type de métal concerné (en distinguant pour le fer deux niveaux d'oxydation FeII et FeIII distinguant pour le fer deux niveaux d'oxydation Fe et , la masse molaire M m (en kg.mol1), la densité d, la fraction massique en métal Xm d'une formulation stoechiométrique (étant entendu que la masse des adjuvants ou additifs -sur lesquels il sera revenu plus loin- n'a pas été prise en compte pour cette comparaison), et la masse volumique minimale approximative # (en kg/m3) d'une telle suspension métal-eau (là encore sans tenir compte des adjuvants ou additifs).

TABLEAU I

<tb> Métal <SEP> Mm <SEP> d <SEP> Xm <SEP> É <SEP>
<tb> Mg <SEP> 24,31x10-3 <SEP> 1,74 <SEP> 0,403 <SEP> 1 <SEP> 208
<tb> Al <SEP> | <SEP> 26,98x10-3 <SEP> | <SEP> 2,7 <SEP> | <SEP> 0,333 <SEP> | <SEP> 1 <SEP> 265
<tb> Zn <SEP> 65,38x10-3 <SEP> 7,14 <SEP> 0,645 <SEP> 2 <SEP> 245
<tb> FeII <SEP> 0,608 <SEP> 2 <SEP> 130
<tb> <SEP> #55,85x10-3 <SEP> <SEP> #7,86
<tb> FeIII <SEP> 0,508 <SEP> 1 <SEP> 800
<tb>
Le Tableau II indique, pour chaque type de métal concerne, l'enthalpie 5 H des réactions eau-métal (en KJ.mol-1), la quantité Q de chaleur produite par kg de fluide réactif régénérable de formulation stoechiométrique (en MJ/kg), le volume H2 d'hydrogène produit par la réaction par kg de fluide réactif régénérable (en Nm3/kg, les Normaux-m3 rapportés aux conditions normales étant en effet plus parlants qu'une appréciation en moles d'hydrogène dégagé par nombre de moles de métal), et enfin le pourcentage r dû au gaz.

TABLEAU II

<tb> Métal <SEP> | <SEP> #H <SEP> <SEP> | <SEP> Q <SEP> | <SEP> VH2 <SEP> | <SEP> r
<tb> <SEP> Mg <SEP> - <SEP> 352,6 <SEP> - <SEP> 5,84 <SEP> 0,371 <SEP> 44,7
<tb> <SEP> Al <SEP> - <SEP> 414,8 <SEP> - <SEP> 5,12 <SEP> 0,415 <SEP> 50,8
<tb> <SEP> Zn <SEP> - <SEP> 70,47 <SEP> - <SEP> 0,69 <SEP> 0,221 <SEP> 80,2
<tb> <SEP> FeII <SEP> + <SEP> 3,51 <SEP> + <SEP> 0,038 <SEP> 0,244 <SEP> 98,7
<tb> <SEP> FeIII <SEP> + <SEP> 33,27 <SEP> + <SEP> 0,30 <SEP> 0,306 <SEP> 92,2
<tb>
Ainsi que cela a été dit plus haut, le fluide réactif régénérable est une suspension de poudre métallique dans l'eau, avec addition d'au moins un adjuvant favorisant la stabilité sédimentative et/ou chimique de ladite suspension dans le temps.

On cherche en effet tout d'abord à limiter le plus possible la sédimentation de la poudre métallique dans l'eau, afin d'obtenir un fluide pseudo-homogène. Ceci peut être réalisé en utilisant un adjuvant approprié, tel qu'un polymère dérivé de la cellulose : deux familles de polymères cellulosiques peuvent être citées à ce titre, à savoir les carboxyméthylcelluloses (notées CMC) et les hydroxyéthyl-celluloses (notées HEC), séparément ou en combinaison.

I1 est à noter que les hydroxyéthyl-celluloses procurent un effet avantageux de gélification en l'absence de mouvement, ce qui est intéressant pour le fluide réactif régénérable. I1 convient également de noter que les carboxyméthyl-celluloses ont également pour effet de diminuer la viscosité : bien qu'il ne s'agisse que d'un résultat secondaire, celui-ci n'en demeure pas moins favorable pour le transport et le pompage du fluide réactif régénérable.

Par ailleurs, il peut s'avérer intéressant de prévoir en plus deux autres types d'additifs, à savoir un additif améliorant la tenue de la suspension vis-à-vis des micro-organismes, tel que le formol, et/ou un additif favorisant la stabilité chimique de ladite suspension, tel que le silicate de sodium.

D'une façon générale, le fluide réactif régénérable présente un point de congélation voisin de - 4"C. Cependant, il peut s'avérer intéressant, dans le cadre de certaines applications particulières, d'abaisser encore ce point de congélation de façon à permettre un stockage extérieur du fluide réactif régénérable. Dans ce cas, un autre additif sera prévu, par exemple sous forme d'une solution saline, pour abaisser le point de congélation du fluide réactif régénérable à - 150C, par exemple une solution saline telle que le rapport massique NaCI / H20 soit compris entre 0,19 et 0,23.

Par ailleurs, ainsi que cela a été indiqué plus haut, la viscosité du fluide réactif régénérable est un paramètre dont le rôle est important pour le transport dudit fluide, afin de permettre une alimentation en continu et très souple pour une installation mettant en oeuvre un tel fluide réactif régénérable. A ce titre, il est intéressant d'ajuster les teneurs en poudre métallique et en adjuvants ou additifs pour que la viscosité du fluide reactif régénérable soit compatible avec son transport et son pompage, en étant par exemple au plus égale à 8 Pa.s, cette viscosité étant de préférence comprise entre 3 et 6 Pa.s.

Le Tableau III qui va suivre rassemble les données relatives à la formulation de différents fluides réactifs régénérables dans lesquels la poudre métallique est ici une poudre atomisée d'aluminium, selon une suspension telle que les masses d'aluminium et d'eau sont dans un rapport variant de 0,45 à 0,6.

Ces données détaillent ainsi, à titre d'exemple purement illustratif, la composition de cinq fluides réactifs régénérables (notées
Compositions A à E) en adjuvants ou additifs, lesdites données étant exprimées en pourcentages massiques.

Pour ce qui est des adjuvants constitués par des polymères cellulosiques, il est ici prévu des types particuliers de carboxyméthylcellulose (CMC) et/ou d'hydroxyéthyl-cellulose (HEC). C'est ainsi que l'on trouve dans le Tableau III deux hydroxyéthyl-celluloses (HEC), respectivement commercialisées sous la dénomination "HEC-MBR" et "HEC-HBR", et une carboxyméthylcellulose (CMC) commercialisée sous la dénomination "CMC-7M I C".

L'une des cinq compositions (Composition A) figurant au
Tableau III comporte comme additif une solution saline, dont le rapport massique noté NaCI / H2O est ici compris entre 0,19 et 0,23, visant à abaisser le point de congélation du fluide réactif régénérable, ainsi que cela a été expliqué plus haut.

Adjuvant
<tb> ou <SEP> Composition <SEP> A <SEP> Composition <SEP> B <SEP> Composition <SEP> C <SEP> Composition <SEP> D <SEP> Composition <SEP> E
<tb> Additif
<tb> Formol <SEP> 1 <SEP> % <SEP> 1 <SEP> % <SEP> 1 <SEP> % <SEP> 1 <SEP> %
<tb> Silicate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 2 <SEP> % <SEP> 2 <SEP> % <SEP> 2 <SEP> % <SEP> 2 <SEP> % <SEP> 2 <SEP> %
<tb> HEC-MBR <SEP> 1,7 <SEP> à <SEP> 1,9 <SEP> % <SEP> 1,6 <SEP> à <SEP> 2 <SEP> % <SEP> 0,6 <SEP> à <SEP> 1 <SEP> %
<tb> HEC-HBR <SEP> 0,5 <SEP> à <SEP> 1 <SEP> % <SEP> 0,5 <SEP> à <SEP> 0,8 <SEP> %
<tb> CMC-7MIC <SEP> 2,3 <SEP> à <SEP> 2,6 <SEP> % <SEP> 2,8 <SEP> à <SEP> 3,2 <SEP> % <SEP> 2,8 <SEP> à <SEP> 3,2 <SEP> %
<tb> NaCl/H2O <SEP> 0,19 <SEP> à <SEP> 0,23
<tb>

I1 convient de noter que les Compositions D et E sont relativement proches, et que le pourcentage massique en polymères cellulosiques peut être mentionné de manière synthétique en indiquant un pourcentage de 0,5 à I % pour l'adjuvant HEC, et de 2,8 à 3,2 % pour l'adjuvant CMC.

D'une façon générale, il va de soi que les fourchettes de pourcentages massiques indiquées au Tableau III sont données à titre indicatif, et qu'ils ne sauraient en aucun cas limiter la portée de l'invention.

Pour ce qui est de leur stabilité chimique et/ou sédimentative, et de leur viscosité, les cinq Compositions A à E correspondent à des fluides réactifs régénérables relativement comparables.

Les températures de stockage de ces fluides réactifs régénérables, garantissant un stockage en toute sécurité, vont de - 2"C à 50"C pour chacune des Compositions B à E, et de - 15"C à 50"C pour la
Composition A. En réalité, les suspensions de ce type sont capables de résister sans problème pendant deux heures si elles sont soumises à une température atteignant 70"C.

Ces suspensions doivent de préférence être stockées à l'abri de la lumière. Leur durée de vie varie de deux à cinq mois selon le cas, en étant plus précisément de l'ordre de deux mois avec la Composition A, et de l'ordre de quatre à cinq mois avec les Compositions B à E.

Les données précitées peuvent aisément être appliquées aux cas du magnésium, du zinc et du fer. Cependant, dans le cas de suspensions à base de fer ou de zinc, il conviendra d'augmenter les concentrations du stabilisant utilisé (CMC et/ou HEC) par rapport à celles qui sont indiquées au Tableau III, car la masse volumique minimale des suspensions métal-eau concernées est nettement plus grande (elle est plus de deux fois supérieure à celle de l'eau, ainsi que cela ressort du Tableau I).

Les différents fluides réactifs régénérables qui viennent d'être décrits sont ainsi tout à fait aptes au stockage, au transport et au pompage en phase pseudo-homogène, et sont susceptibles de libérer de l'énergie à la demande sous forme de chaleur et d'hydrogène, lorsqu'est initiée une réaction de décomposition de l'eau par le métal utilisé. De plus, il est possible de combiner les avantages d'une stabilité dans le temps (notamment la stabilité chimique et sédimentative) et d'une densité énergétique très élevée. Enfin, la formulation du fluide réactif régénérable peut être définie avec précision, ce qui permet notamment de contrôler le débit d'hydrogène de façon tout à fait satisfaisante.

Les applications possibles des fluides réactifs régénérables conformes à l'invention sont nombreuses, et aussi bien directes (piles à combustible, moteurs, réactifs chimiques), qu'indirectes (avec combustion de l'hydrogène) en permettant en particulier la réalisation d'une "chaudière chimique".

Cette dernière application est particulièrement intéressante, car le fluide réactif régénérable selon l'invention permet d'obtenir un vecteur énergétique alternatif non polluant : en effet, l'hydrogène ne produit que de l'eau lors de sa combustion, et donc aucun des polluants habituellement rencontrés (gaz carbonique, hydrocarbures, ou composés aromatiques, azotés, soufrés).

Il est ainsi par exemple possible de développer une chaudière chimique basée sur un procédé de production d'hydrogène utilisant un fluide réactif régénérable, et de préférence un fluide réactif régénérable à base d'aluminium. Ceci permet alors d'éviter les étapes de stockage et de transport de l'hydrogène habituellement rencontrées avec les techniques classiques, pour faire place au transport d'un composé sous forme de liquide en phase pseudo-homogène (pseudo-liquide). De plus, l'aluminium ne présente aucun danger, de sorte qu'un tel concept de chaudière chimique est très intéressant dans le domaine du bâtiment, pour organiser le chauffage des locaux.

La combustion peut être envisagée soit par brûleur, soit sous forme catalytique, et dans ce dernier cas il suffit alors de prévoir en aval un système d'échangeur de chaleur classique ou à contact direct (du type combustion submergée ou colonne à bulles).

On va maintenant décrire, en référence à la figure unique du dessin, une installation de production et d'utilisation d'hydrogène mettant en oeuvre un fluide réactif régénérable conforme à l'invention.

Cette installation illustre le concept de chaudière chimique, avec ici une combustion catalytique de l'hydrogène obtenu, ainsi qu'une récupération de la chaleur produite à plusieurs niveaux.

Conformément à un aspect essentiel de l'invention, l'installation comporte un générateur d'hydrogène 100 comprenant au moins un réacteur hermétiquement clos et de type parfaitement agité (ici deux réacteurs 101, 102 disposés en série), présentant une entrée d'alimentation en continu en fluide réactif régénérable et surmonté d'un élément réfrigérant 120 à la sortie duquel l'hydrogène peut être récupéré.

L'installation illustrée ici met en oeuvre un fluide réactif régénérable comportant une poudre atomisée d'aluminium en suspension dans l'eau. Dans le cas d'autres métaux, on verra qu'il suffit de modifier légèrement la structure du ou des réacteurs pour organiser le chauffage nécessaire au déclenchement de la réaction de décomposition de l'eau par le métal.

Le premier réacteur 101 est constitué d'une enceinte hermétiquement close 103, en partie inférieure de laquelle sont prévues d'une part une entrée 110 d'alimentation en continu en fluide réactif régénérable (le fluide réactif régénérable est transporté par une canalisation 112, et pompé par des moyens de pompage conventionnels non représentés ici), et d'autre part une entrée supplémentaire 111 d'alimentation en soude (la solution de soude, par exemple à 2 moles/litre, est transportée par une canalisation 113, et pompée par des moyens de pompage conventionnels non représentés). En partie supérieure, un couvercle étanche 118 porte un agitateur 175 dont l'ailette est proche du fond de l'enceinte 103, et un moteur d'entraînement associé 116 disposé à l'extérieur de ladite enceinte.Le milieu réactionnel 104 est ainsi continuellement agité, et sa température est repérée par un capteur 117 monté sur le couvercle 118. Enfin, il est prévu, en partie inférieure de l'enceinte, une vanne de soutirage 114.

Bien que cela ne soit pas obligatoire, il est ici prévu un deuxième réacteur 102 pratiquement identique au premier réacteur 101, et en série avec celui-ci par un raccordement 107.

Ce deuxième réacteur comporte ainsi une enceinte hermétiquement close 104, surmontée d'un couvercle étanche 119, et il est équipé d'un agitateur 175 avec son moteur associé 116, d'un capteur de température 117, et d'une vanne inférieure de soutirage 114. En partie inférieure de ce deuxième réacteur, il est ici prévu une sortie 115 de soutirage en continu des produits de la réaction, menant par une canalisation 154 à des moyens échangeurs de chaleur qui seront décrits plus loin.

Un raccordement en partie haute des deux réacteurs 101, 102 est assuré par des tubes 108, 109, menant à l'entrée inférieure de l'élément réfrigérant 120. Cet élément réfrigérant 120 est de conception classique il comporte intérieurement un serpentin d'eau froide, dont on n'a représenté que l'entrée 122 et la sortie 123, ladite sortie menant par une canalisation 155 aux moyens échangeurs de chaleur précités, et sur lesquels il sera revenu ultérieurement.

Le schéma réactionnel dans le générateur d'hydrogène 100 se déroule comme suit (a) dissolution du film protecteur A1203:
A13+ - 4 OH H-- o (Al(OH)4) + 2 H20
2 (b) oxydation avec formation d'Al(OH)3 solide
Al; + 3 H2O ---o Al(OH)3 + 3/2 H2
Al(OH)3 se cristallise (nucléation) à la surface des cristaux d'aluminium
et de AL(OH)3 déjà présents.

(c) dissolution de la phase solide cristallisée à la surface du métal
Al(OH)3; NaOH --- > NaAl(OH)4
Le bilan est donc
AI + 3 H2O + NaOH ---r 3/2 H2 + NaAl(OH)4
Dans le premier réacteur 101, qui est alimenté en continu en fluide réactif régénérable et en soude, la réaction s'auto-initialise à température ambiante, et se stabilise en régime permanent à 90-95 C, après un régime transitoire dont la durée est de quelques minutes.

Si la réaction est totale dans le premier réacteur 101, le deuxième réacteur 102 est encore utile, car il sert de vase d'expansion pour la mousse formée et de réacteur tampon avant vidange. Si la réaction n'est pas totale dans le premier réacteur 101, cette réaction s'achève dans le deuxième réacteur 102 (ceci peut s'avérer très utile lorsqu'on utilise un débit d'alimentation élevé en fluide réactif régénérable, car on peut ainsi garder un temps de passage global identique).

Ainsi, l'utilisation d'un deuxième réacteur constitue un avantage non négligeable pour l'installation.

L'hydrogène formé et la vapeur d'eau s'élèvent par les tubes 108, 109 jusqu'à l'élément réfrigérant 120, et la vapeur d'eau se recondense au contact du serpentin froid dudit élément réfrigérant, de sorte que l'hydrogène s'échappant par une sortie haute 121 de l'élément réfrigérant devient alors disponible pour l'utilisation envisagée.

Dans le cas où l'on envisage d'utiliser une poudre atomisée différente d'une poudre d'aluminium ou de zinc, il conviendrait de modifier quelque peu la structure du ou des réacteurs du générateur d'hydrogène 100.

Par exemple, avec une poudre de magnésium, l'enceinte sera à double enveloppe, pour organiser une circulation d'eau chaude, avec en outre une résistance électrique chauffante (ce mode de chauffage direct est préférable à un chauffage opéré en amont du réacteur, lequel risquerait de générer un problème de bullage résultant d'une réaction initiée trop tôt).

Dans le cas du fer, l'entrée 111 servira d'alimentation en vapeur d'eau dont la température est au moins égale à 200"C, et on prévoiera naturellement aussi des moyens de chauffage tels que ceux déjà cités pour une poudre de magnésium.

L'installation illustrée ici est utilisable comme chaudière chimique : elle comporte en effet, en aval du générateur d'hydrogène 100, une unité de combustion de l'hydrogène 130, en aval de laquelle est prévue un échangeur de chaleur 140.

La combustion de l'hydrogène pourrait naturellement être réalisée de manière traditionnelle par l'intermédiaire d'un brûleur. On a illustré ici des moyens réalisant une combustion catalytique, de sorte que l'unité de combustion 130 est un réacteur catalytique, permettant de valoriser l'hydrogène par combustion catalytique.

Rappelons brièvement qu'un catalyseur est un corps qui agit comme accélérateur chimique, ici de combustion. I1 participe à des réactions intermédiaires transitoires et se retrouve intact en fin de réaction. Le principe de la combustion catalytique est déjà abondamment utilisé dans l'industrie : post-combustion des fumées (pot catalytique), panneaux radiants catalytiques au gaz naturel.

La combustion catalytique a deux caractéristiques : elle se produit sans flamme et à une température inférieure à la température normale d'auto-inflammation. Ce mode de combustion présente l'intérêt de ne dégager aucun oxyde d'azote puisqu'elle s'effectue à basse température à ceci s'ajoute la possibilité d'obtenir de hauts rendements de combustion.

Enfin, un réacteur catalytique bien dimensionné supporte facilement des variations du débit d'hydrogène sans chute de rendement.

Le réacteur catalytique 130 choisi est ici un lit fixe de billes d'alumine imprégnées de Palladium, dont on distingue la colonne centrale 132 avec ses brides d'extrémité 133, 134, et l'enveloppe extérieure 131 avec ses communications extérieures 135, 136 pour le fluide de refroidissement (air ou eau). La température de combustion catalytique est par ailleurs contrôlée au moyen d'un capteur associé 139. L'hydrogène est dilué dans l'air, et la réaction s'autoinitialise à température ambiante : les rendements obtenus (mesure par spectrométrie de masse) sont alors de 99 à 100 % dès 1800C. En variante, on peut utiliser un bloc de monolithe imprégné de catalyseur, ou encore un système de deux cylindres coaxiaux (d'axe horizontal) entre lesquels est disposé le catalyseur.

On caractérise les conditions de fonctionnement d'un réacteur de combustion catalytique par le débit volumique spécifique en litres par heure et par gramme (l/h lu 1), qui est le débit volumique de gaz combustible par gramme de catalyseur : pour un catalyseur donné, la combustion sera totale à un débit volumique spécifique donné, et une température minimale de combustion donnée (la température favorise en effet la combustion).

A débit volumique spécifique fixé, la combustion catalytique est d'autant meilleure que la température (directement liée à la quantité d'hydrogène à brûler) est élevée. Ces résultats ont été obtenus à l'échelle laboratoire pour des débits d'hydrogène de l'ordre de 20 I/h. On choisit, pour le dispositif réactionnel, un débit volumique spécifique de 120 à 150 l/h/g pour une température de 200 à 400"C en régime permanent. Un taux de combustion de 100 % est alors assuré.

Le réacteur catalytique 130 est relié à la sortie de l'élément réfrigérant 120 par une première conduite 124 menant ici à un venturimélangeur 127, puis par une seconde conduite 129 en aval dudit venturi-mélangeur. I1 est en outre prévu, entre l'élément réfrigérant 120 et le venturi-mélangeur 127, un module de filtration 125 permettant d'arrêter les fines particules qui auraient pu être entraînées, ainsi qu'un clapet anti-retour 126. Le venturi-mélangeur 127 présente une entrée d'air 128, de sorte que l'hydrogène arrivant, filtré, dans ledit venturi, y soit aspiré et dilué dans l'air comprimé (une dilution de 3 à 4 % est habituellement retenue pour préserver la sécurité de l'installation). I1 va de soi que l'on pourrait remplacer le venturi-mélangeur pour tout autre dispositif gaz/gaz équivalent.

En partie inférieure du réacteur catalytique 130, les gaz de combustion sortent à une température d'environ 300"C, par une conduite 137 menant d'abord à un venturi à émulsion 160 (pour favoriser l'échange), puis, par une conduite 138, à un échangeur 140 de type classique, soit direct (colonne à bulles), soit indirect (à condensation), permettant une meilleure valorisation des gaz de combustion.

On a illustré ici un échangeur 140 réalisé sous forme d'une colonne à bulles, mais on aurait pu également utiliser un système connu à bac à eau et recirculation (combustion submergée) ou encore un système connu de pulvérisation d'eau dans un gaz chaud. La colonne à bulles 140 est ici surmontée, de façon classique, d'un premier ensemble de vase d'expansion 141, avec sortie d'air supérieure 146 et tube latéral de sortie 142, ledit tube latéral menant, par une conduite 143, à un deuxième ensemble de vase d'expansion 144, en aval duquel est prévue une conduite 145 menant à l'entrée d'une pompe de recirculation 170 dont la sortie arrive à l'entrée du venturi à émulsion 160.

L'échangeur de chaleur 140 qui vient d'être décrit constitue un premier niveau de récupération de chaleur : en effet, en sortie de la combustion catalytique, ce sont les gaz de combustion (air en excès + vapeur d'eau de combustion) à une température de 200 à 400"C qui sont valorisés dans l'échangeur à contact direct du type colonne à bulles (ou à combustion submergée) où l'eau de combustion se recondense. Ce sont alors la chaleur de combustion et la chaleur sensible et latente de l'eau de combustion qui sont récupérées.

L'installation décrite ici comporte en outre deux autres niveaux de récupération de chaleur, ce qui constitue un autre avantage possible améliorant encore les possibilités de cette installation.

L'installation comporte en effet une unité supplémentaire de récupération de chaleur 150 utilisant la suspension solide-liquide qui résulte de la réaction de décomposition de l'eau : cette unité supplémentaire 150 comporte un échangeur 151 de type classique, par exemple un échangeur cylindrique coaxial liquide/liquide. Ici, la canalisation de soutirage en continu 154, permet de convoyer les produits extraits en partie inférieure du deuxième réacteur 102, dont la température est de l'ordre de 70"C, d'abord vers un module de précipitation-filtration 152 (permettant de retenir les particules solides que l'on peut obtenir), puis, par une canalisation 153, vers l'échangeur 151 ; les déchets ainsi refroidis sortent par une conduite associée 158.On parvient ainsi à préchauffer une partie du fluide primaire de l'échangeur.

De plus, la sortie d'eau 123 de l'élément réfrigérant 120 mène, par une canalisation 155, à l'échangeur coaxial précité 151, à la sortie duquel une canalisation 156 assure le raccordement à la conduite 157 de sortie de la pompe de recirculation 170 (ladite conduite 157 menant au venturi à émulsion 160). Ainsi, une récupération de chaleur est encore prévue au niveau du réfrigérant surmontant les deux réacteurs agités qui sont adiabatiques: l'eau du réfrigérant est réchauffée, par exemple à 30"C, après avoir permis la recondensation de la vapeur, de sorte que la chaleur de la réaction est ainsi récupérée sous forme de chaleur latente et sensible au niveau de l'hydrogène et de la vapeur d'eau entraînée et recondensée.

Enfin, pour ce qui est de la régulation de l'installation, on dispose de consignes fixes de contrôle et de sécurité : températures des réacteurs (capteurs 117), température de combustion catalytique (capteur 139), niveaux du liquide dans les réacteurs (capteurs non illustrés sur la figure). Les vannes peuvent être des électro-vannes, et les pompes d'alimentation peuvent être commandées par un signal extérieur (par exemple sous la forme de capteurs de température, pression et niveaux connectés à des relais). On dispose également de moyens de contrôle de l'agitation et de régulation du débit d'air de combustion par le biais de capteurs reliés aux pompes d'alimentation (un arrêt de l'agitation impliquant un arrêt immédiat de la ou des pompes d'alimentation, le débit d'air se réglant sur le débit d'alimentation en fluide réactif régénérable, et donc du débit d'hydrogène produit).

L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, mais englobe au contraire toute variante reprenant, avec des moyens équivalents, les caractéristiques essentielles figurant aux revendications.

Claims (23)

REVENDICATIONS

1. Fluide réactif régénérable de stockage d'énergie, caractérisé par le fait qu'il est constitué par une suspension de poudre métallique dans l'eau, ladite poudre étant obtenue à partir d'au moins un métal pris dans le groupe constitué par l'aluminium, le magnésium, le zinc, et le fer, avec addition d'au moins un adjuvant favorisant la stabilité sédimentative et/ou chimique de ladite suspension dans le temps, ledit fluide réactif régénérable étant ainsi susceptible de libérer de l'énergie sous forme de chaleur et d'hydrogène lors de l'initiation d'une réaction de décomposition de l'eau par ledit métal.

2. Fluide réactif régénérable selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la poudre métallique est une poudre atomisée dont la granulométrie moyenne est de l'ordre de 10 à 30 um.

3. Fluide réactif régénérable selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un adjuvant constitué par un polymère dérivé de la cellulose.

4. Fluide réactif régénérable selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'adjuvant utilisé est constitué par une carboxyméthyl-cellulose (CMC).

5. Fluide réactif régénérable selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'adjuvant utilisé est constitué par une hydroxyéthyl-cellulose (HEC).

6. Fluide réactif régénérable selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comporte un adjuvant constitué par une carboxyméthyl-cellulose (CMC) et un adjuvant constitué par une hydroxyéthyl-cellulose (HEC).

7. Fluide réactif régénérable selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il comporte également un additif améliorant la tenue de la suspension vis-à-vis des micro-organismes, tel que le formol.

8. Fluide réactif régénérable selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il comporte également un additif favorisant la stabilité chimique de la suspension, tel que le silicate de sodium.

9. Fluide réactif régénérable selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les teneurs en poudre métallique et en adjuvants ou additifs sont choisies pour que la viscosité dudit fluide soit compatible avec son transport et son pompage, en étant par exemple au plus égale à 8 Pa.s, et de préférence comprise entre 3 et 6 Pa.s.

10. Fluide réactif régénérable selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel la poudre métallique est une poudre d'aluminium, caractérisé par le fait que les masses d'aluminium et d'eau sont dans un rapport compris entre 0,45 et 0,6, et de préférence voisin de 0,5.

11. Fluide réactif régénérable selon les revendications 5, 8 et 10, caractérisé par le fait qu'il comporte des adjuvants ou additifs dont les pourcentages massiques approchés se répartissent en 2 % de silicate de sodium et 1,7 à 1,9 % d'hydroxyéthyl-cellulose (HEC), avec en outre une solution saline permettant d'abaisser sensiblement le point de congélation dudit fluide en vue d'un stockage extérieur de celui-ci, en particulier une solution saline telle que le rapport massique NaCI / H20 soit compris entre 0,19 à 0,23.

12. Fluide réactif régénérable selon les revendications 5, 7, 8 et 10, caractérisé par le fait qu'il comporte des adjuvants ou additifs dont les pourcentages massiques approchés se répartissent en 1 % de formol, 2 % de silicate de sodium, et 1,6 à 2 % d'hydroxyéthyl-cellulose (HEC).

13. Fluide réactif régénérable selon les revendications 6, 7, 8 et 10, caractérisé par le fait qu'il comporte des adjuvants ou additifs dont les pourcentages massiques approchés se répartissent en 1 % de formol, 2 % de silicate de sodium, 0,5 à 1 % d'hydroxyéthyl-cellulose (HEC), et 2,3 à 2,6 % de carboxyméthyl-cellulose (CMC).

14. Fluide réactif régénérable selon les revendications 6, 7, 8 et 10, caractérisé par le fait qu'il comporte des adjuvants ou additifs dont les pourcentages massiques approchés se répartissent en 1 % de formol, 2 % de silicate de sodium, 0,5 à 1 % d'hydroxyéthyl-cellulose (HEC), et 2,8 à 3,2 % de carboxyméthyl-cellulose (CMC).

15. Installation de production et d'utilisation d'hydrogène mettant en oeuvre un fluide réactif régénérable selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte un générateur d'hydrogène (100) comprenant au moins un réacteur hermétiquement clos et de type parfaitement agité (101, 102), présentant une entrée d'alimentation en continu en fluide réactif régénérable et surmonté d'un élément réfrigérant (120) à la sortie duquel l'hydrogène peut être recuperé.

16. Installation selon la revendication 15, utilisable comme chaudière chimique, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre une unité de combustion de l'hydrogène (130) et, en aval de celle-ci, un échangeur de chaleur (140).

17. Installation selon la revendication 16, caractérisée par le fait que l'unité de combustion (130) est un réacteur catalytique de type classique, par exemple un lit fixe de billes ou un bloc de monolithe imprégné de catalyseur, permettant de valoriser l'hydrogène par combustion catalytique.

18. Installation selon les revendications 15 et 17, caractérisée par le fait que le réacteur catalytique (130) est relié à la sortie de l'élément réfrigérant (120) par l'intermédiaire d'un module de filtration (125) permettant d'arrêter les fines particules entraînées, d'un clapet anti-retour (126), et d'un venturi-mélangeur (127) ou tout autre dispositif gaz/gaz permettant de diluer l'hydrogène aspiré dans de l'air comprime.

19. Installation selon la revendication 16, caractérisée par le fait que l'échangeur de chaleur (140) est un échangeur de type classique, soit direct (colonne à bulles), soit indirect (à condensation), permettant une meilleure valorisation des gaz de combustion.

20. Installation selon l'une des revendications 16 à 19, caractérisée par le fait qu'elle comporte également une unité supplémentaire de récupération de chaleur (150) utilisant la suspension métal-eau résultant de la réaction de décomposition de l'eau, ladite unité supplémentaire comportant un échangeur (151) de type classique, par exemple un échangeur cylindrique coaxial.

21. Installation selon la revendication 20, caractérisée par le fait que l'échangeur (151) de l'unité supplémentaire (150) est relié au réacteur (102) ou à l'un au moins des réacteurs du générateur d'hydrogène (100) par l'intermédiaire d'un module de précipitation-filtration (152), la canalisation (155, 156) d'eau traversant ledit échangeur étant reliée à l'entrée de l'échangeur de chaleur (140) prévu en aval de l'unité de combustion (130) pour permettre ainsi un préchauffage d'une partie du fluide primaire dudit échangeur (151) de l'unité supplémentaire (150).

22. Installation selon la revendication 21, caractérisée par le fait qu'un venturi à émulsion (160) est prévu en amont de l'échangeur de chaleur (140) prévu en aval de l'unité de combustion (130), auquel arrive la canalisation d'eau (155, 156) traversant l'échangeur (151) de l'unité supplémentaire (150), une pompe de recirculation (170) étant en outre prévue, de préférence en amont dudit venturi à émulsion.

23. Installation selon l'une des revendications 16 à 22, dans laquelle le fluide réactif régénérable est constitué par une suspension de poudre d'aluminium dans l'eau, caractérisée par le fait qu'elle comporte un premier réacteur (101) comportant inférieurement une entrée (110) d'alimentation en continu en fluide réactif régénérable et une entrée supplémentaire (111) d'alimentation en soude, et un deuxième réacteur (102) en série avec ledit premier réacteur et présentant inférieurement une sortie (115) de soutirage en continu des produits de la réaction.