production d'hydrogène économe en co , son michel … gdr acthyf 2010.pdf · européens...

GDR CNRS NGDR CNRS N°°3270 ACTHYF 2009 3270 ACTHYF 2009 -- 20122012

Michel LatrocheMichel Latroche

GDR ACTHYF 3270GDR ACTHYF 3270

Production d'hydrogProduction d'hydrogèène ne ééconome en COconome en CO22, son , son stockage et sa purificationstockage et sa purification


1 1 -- HistoriqueHistorique

2 2 –– EnjeuxEnjeux

3 3 –– Missions du GDRMissions du GDR

4 4 –– ThThéématiques scientifiquesmatiques scientifiques

55-- Acteurs et partenaires du GDRActeurs et partenaires du GDR

66-- Programmes de recherche associProgrammes de recherche associéés (CE, ANR, PIE...)s (CE, ANR, PIE...)

7 7 –– Bilans des activitBilans des activitéés et ds et dééfis fis àà releverrelever

9 9 –– Partenariats Partenariats àà privilpriviléégiergier

10 10 –– Bilan financierBilan financier

11 11 –– PerspectivesPerspectives

SommaireSommaire

2


Soutien moral et financier du PIESoutien moral et financier du PIE--2 CNRS2 CNRS

2 r2 rééunions prunions prééparatoires en 2007 et 2008 paratoires en 2007 et 2008 au Domaine de Biervilleau Domaine de Bierville

ReprRepréésentants de INC, INSIS, INSU, INP, INSB, CEAsentants de INC, INSIS, INSU, INP, INSB, CEA……

CrCrééation en 2009 du GDR Nation en 2009 du GDR N°°3270 pour 4 ans3270 pour 4 ans

3

HistoriqueHistorique


HistoriqueHistorique

20072007 20092009 20122012

CrCrééation

du G

DR 3270

ation

du G

DR 3270

pour

4 an

s

pour

4 an

s

Renou

velle

ment d

u

Renou

velle

ment d

u

GDR 3270

?

GDR 3270

?

Group

e de r

Group

e de r

ééflexio

n

flexio

n

Pend

ant 2

ans

Pend

ant 2

ans


EnjeuxEnjeux

Les besoins en énergie et la réduction de leurs impacts sur le climat et l’environnement sont les enjeux majeurs du XXIème siècle

Le secteur des transports représente 25% des émissions nationales de CO2 (130 Mt en 2003)

Les solutions sont à trouver dans une perspective de développement durable avec des vecteurs d’énergie sans émission de gaz à effet de serre

L'utilisation d'énergies alternatives (via l'hydrogène) permettra de réduireconsidérablement ces émissions de gaz à effet de serre

Le développement de moyens de production, de purification et de stockage performants est la clé du développement des applications de l'hydrogènecomme vecteur énergétique

5


Missions du GDRMissions du GDR

• Etre un lieu d’échange et de coordination dans le domaine de la filière H2

• Augmenter la visibilité des équipe de recherche impliquées

• Inciter les collaborations entre les différentes disciplines (actions

transversales)

• Inciter le montage de projet de recherche nationaux (PIE, ANR, HyPAC),

européens (FP7, JTI H2) et internationaux (IEA-HIA)

• Accompagner le transfert technologique vers les acteurs industriels de la

filière H2

• Etre à l’interface entre aspects fondamentaux et thématiques appliquées

6


ThThéématiques scientifiquesmatiques scientifiques

• Production H2 par méthodes douces (biomasse, thermolyse, électrolyse,

mais aussi captage de H2 géologique, mimétisme...)

• Stockage solide (Hydrures complexes et métalliques, matériaux poreux)

• Stockage gazeux sous haute pression

• Purification

• Catalyse

• Modélisation, Simulation

• Sécurité

7


Acteurs du GDR : 31 labosActeurs du GDR : 31 labos


5 Instituts CNRS : 5 Instituts CNRS : INC, INSIS, INSU, INP, INSBINC, INSIS, INSU, INP, INSB31 laboratoires CNRS, 31 laboratoires CNRS, ~~100 chercheurs100 chercheurs

2 2 EPICsEPICs : CEA, INERIS: CEA, INERIS

Acteurs du GDRActeurs du GDR


5 Instituts CNRS : 5 Instituts CNRS : INC, INSIS, INSU, INP, INSBINC, INSIS, INSU, INP, INSB31 laboratoires CNRS, 31 laboratoires CNRS, ~~100 chercheurs100 chercheurs

2 2 EPICsEPICs : CEA, INERIS: CEA, INERIS

Acteurs du GDRActeurs du GDRCollaborations croisCollaborations croisééeses


Production dProduction d’’HH22 ééconome en COconome en CO22

Hydrogène photo-électrolytique

Hydrogène géologique

Hélio-hydrogène

Bio-hydrogène GDR BioH2 23 laboratoires, 90 chercheurs...

Acteurs et partenaires du GDRActeurs et partenaires du GDR

11


Stockage solide dStockage solide d’’HH22

Hydrures métalliques Hydrures complexes (ir)réversibles

Matériaux poreuxModélisation des matériaux

LMI


12


Purification, membranes et catalysePurification, membranes et catalyse

DDééveloppement des rveloppement des rééservoirsservoirs : : contraintes mcontraintes méécaniques, caniques, ééchanges thermiques et cinchanges thermiques et cinéétiquestiques


13


Novel Efficient Solid Storage for H2

7.5 M€

Programmes de rechercheProgrammes de recherche2006-2011


2.4 M€


Nanocomposites of hydride particle sizes in the lower nanometer range

protected by nanocarbon templates or by self-assembled polymer layers to

prevent agglomeration


Coordinator : HZG (Germany)Partners : IFE (Norway)

Aarhus universitet (Denmark), TROPICAL S.A. (Greece)Torino University (Italy), Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas (Argentina)

The targets of the FlyHy project are the development and testing of advancednanostructured high capacity hydrogen storage materials and testing by exploiting findings on materials destabilisation and stabilisation resp. by halogensubstitution for alane, borohydrides and Reactive Hydride Composites

Programmes de rechercheProgrammes de recherche

2009/20110.45 M€

Fluorine substituted high capacity hydrides for

hydrogen storage at low working temperatures


ATLAS-H2 is an Industry-academia Partnership on hydrogen storage in solid materials aiming to develop and test (in the short term) and bring to the market (in the medium to longer term) integrated advanced metal hydride tanks with high added value applications especially for stationary systems and hydrogen compression.

HYSTORE TECHNOLOGIES LIMITED

MCPHY ENERGY SA

NATIONAL CENTER FOR SCIENTIFIC RESEARCH DEMOKRITOS

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE


2010/2014



1st Call 2008

HYDROSOL-3D 2010-2012 1 M€ Scale Up of Thermochemical HYDROgen Production in a SOLarMonolithic Reactor: a 3rd Generation Design Study; Germany, Spain, Greece, Netherlands, France (TOTAL)

ISH2SUP 2010-2013 1 M€ In situ H2 supply technology for micro fuel cells powering mobile electronics appliances; Finland, Sweden, France (CEA)


H2-PAC 2005 1.56 M€ Développement d’un générateur d’hydrogène àhautes performances à base d’hydrure chimique; CEA/LITEN; CNRS IRCELYON;CNRS LMI Lyon; RECUPYL; SNPE; BIC

ALHAMO 2006 0.53 M€ Absorbants Légers d'Hydrogène pour Applications Mobiles; IFP, ALPHEA; CNRS ICMPE Thiais; CNRS LRCS Amiens; CNRS SCR Rennes

CASTAPHYOR 2006 0.66 M€ CAtalyse et STAbilité des phases Formées au cours de l’HYdrolyse des bORohydrures; CNRS LMI; IRCELYON; CNRS LHP (Lyon); CEA/LITEN; AIR LIQUIDE; PSA



EVERESTE 2007 0.79 M€ Electrolyse de la Vapeur d'Eau REalisée sur cellules Symétriques fonctionnant à Température Elevée; CEA/LITEN; CNRS IMN Nantes; CNRS UCCS Lille; CNRS LECA; CNRS LEPMI Grenoble.

HYPE 2007 1.82 M€ Réservoirs Hydrogène haute PrEssion; PSA; CEA/LSTP; CNRS LIM; CNRS FEMTO Besançon; SOFICAR; ULLIT; INERIS; AIR LIQUIDE

MATHYSSE 2007 0.88 M€ MATériaux HYbrides pour le Stockage Solide de l'hydrogènE; CNRS ICMPE Thiais; CNRS IS2M Mulhouse; CNRS LCP & CINaM Marseille; CNRS ILV Versailles

METALICA 2008 1.04 M€ Cartouches polymères à base d’hydrures métalliques bas coût pour piles à combustible portables; CEA LITEN; CNRS ICMPE Thiais; BIC

MODERNHY-T 2008 0.51 M€ Modèle et Outil pour le Dimensionnement et l’Evaluation de Réservoirs iNnovants à HYdrures pour les Transports; CEA LITEN; PSA; SNCF; CNRS IN Grenoble; NPG L3SR; McPHY Energy




FIDELHYO 2009 Fiabilisation De l'ELectrolYse de l'eau à haute température pour la production d’Hydrogène

HELEVA 2009 Production d'Hydrogène par ELEctrolyse de la Vapeur : Optimisation de la cellule et mise en place d'un prototype

OSIRHYS IV 2009 Outils de SImulation du comportement des Réservoir de stockage d'HYdrogène Spécifiques au type IV

TOLEDO 2010 Réservoir Hydrogène : influence des endommagements sur leur durabilité

BoraHCx 2009 160 k€ Boranes, hydrures complexes vecteurs d’hydrogène : stockage, hydrolyse et synthèse par recyclage; LMI-CNRS, Université Claude Bernard Lyon I; Umit DEMIRCI

PROGRAMME ANR JCJC 2009

STHYME 2010 Stockage de l'hydrogène humide économiquement viable



MALHYCE 2011 600 k€ Nouvelle faMille d’ALliages HYdrurables s’affranchissant de la disponibilité des matériaux CritiquEs (SAFT/ICMPE/LISE)

AITOILES 2011 1 084 k€ Assemblages membrane électrodes InnovanTs pour l’électrOlysePEM de l’eau couplée aux énergIes renouvelabLES(CEA/CETH2/HELION/LaCCO/ICMMO)

HydroPEM 2011 Générateur d'hydrogène bas coût par électrolyse de l'eau à électrolyte polymère solide (ICMMO)

PROGELEC

EMERGENCES


IMAGHYNE 2007 PE 30 k€ Nouveaux Intermétalliques ternaires à base de Magnésium pour le stockage de l’Hydrogène; CNRS ICMCB Bordeaux; ICMPE Thiais; LRCS Amiens; IN Grenoble

SUPLHYME 2007 PE ? k€ Membranes à base de silice pour la purification de H2 au-delà de 100°C; CNRS IEM Montpellier; CIRIMAT Toulouse

NOMASTOCK 2008 PR 150 k€ Nouveaux Matériaux hydrures nouveaux pour un stockage optimum de l’hydrogène ; CNRS ICMCB Bordeaux; ICMPE Thiais; LRCS Amiens; IN Grenoble

MEM-sTiMULHY 2008 PRC ? k€ MEMbranes TubulaIres et MULticanaux : nouveaux matériaux céramiques et architectures fonctionnelles pour la purification de l’HYdrogène; CNRS IEM Montpellier; CIRIMAT Toulouse; CTI Salindres; TM Toulouse

HY-GEO 2009 PR ? k€ Caractérisation des processus de production d’hydrogène induits par l’altération hydrothermale de minéraux ferromagnésiens; CNRS IRCELYON; GM Montpellier

STEPPES 2009 PR ? k€ NanotubeS de TiO2 ordonnEs pour le développement de Photoanodespour la Production d’hydrogènE sous illumination Solaire ; (LMSPC) Laboratoire des Matériaux, Surfaces et Procédés pour la Catalyse

MENOXHY 2009 PRC ? k€ Développement de nouvelles membranes céramiques et hybrides de non-oxydes pour la séparation de l’hydrogène; CNRS IEM Montpellier; LMI Lyon; CTI Salindres

METACARBO 2010 PE 15 k€ Etude de composites carbone-intermétallique pour matériaux d’électrodes négatives d’accumulateurs; CNRS ICMPE Thiais; CRMD Orléans



Projet FUI (Fond Unique Interministériel) + Financement Départemental (Isère) + Financement de la ville de Grenoble

Hy-CAN Utilisation d’un alliage BCC dans le but de développer un dispositif portatif de stockage de l’hydrogène


Pôle de Compétitivité 2010


Bilan des activitBilan des activitéés du GDRs du GDR

•• Site web du GDRSite web du GDRhttp://www.gdr-acthyf.cnrs.fr/index.html

•• Organisation de rOrganisation de rééunions annuellesunions annuellesAutomne 2009, Bierville; 33 p.Automne 2009, Bierville; 33 p.Automne 2010, Automne 2010, MousquetyMousquety; 45 p.; 45 p.Printemps 2011, Nantes; 54 p. en Printemps 2011, Nantes; 54 p. en partenariat avec GDR PACSpartenariat avec GDR PACSPrintemps 2012, Belfort; 50 p. en Printemps 2012, Belfort; 50 p. en partenariat avec GDR PACSpartenariat avec GDR PACS

•• Mise en rMise en rééseau pour soutenir seau pour soutenir ll’é’émergence de projets nationaux mergence de projets nationaux et europet europééensens 25


Bilan des activitBilan des activitéés du GDRs du GDR

•• AdhAdhéésion sion àà la plateforme nationale la plateforme nationale AFHypacAFHypac

•• Participations Participations àà des programmes des programmes internationaux (IEAinternationaux (IEA--HIA Task22&32)HIA Task22&32)

26

•• Participation aux instances Participation aux instances ddéécisionnelles de lcisionnelles de l’’ANR (ComitANR (Comitéés s dd’é’évaluation HPAC, STOCKvaluation HPAC, STOCK--E, PROGELEC)E, PROGELEC)

•• Participation au PIE du CNRSParticipation au PIE du CNRS

•• WP leader dans lWP leader dans l’’action COST Nanoaction COST Nano--structuredstructured materialsmaterials for for solidsolid--state state hydrogenhydrogen storagestorage (SSHS)(SSHS)


Production HProduction H22::

- Rendements des systèmes de production bio (algues vertes, bioH2), des électrolyseurs (électrolyse photo-assistée), de l’hélio-hydrogène (cycles thermochimiques)

- Faisabilité du captage de l’hydrogène géologique, reproductibilité de la production naturelle abiotique de l'hydrogène

Stockage HStockage H22: :

- HP: Sécurité du stockage, capacité volumique limitée, conformation des réservoirs- Chimisorption: Capacité massique limitée (objectif 5% système), gestion des effets thermiques, sécurité des hydrures complexes, catalyse des hydrures complexes, durée de vie en cyclage- Physisorption: Température de fonctionnement trop basse, capacité volumique insuffisante

Purification:Purification:

- Durée de vie, résistance mécanique des membranes, température et pression de fonctionnement trop élevées, piégeage 27

DDééfis scientifiques fis scientifiques àà releverrelever


• Conserver (renforcer ?) les liens avec les autres GDR

• Collaborer avec les EPICs acteurs du domaine : CEA, IFP, INERIS

• Participer aux instances décisionnelles de l’ANR

• Participer aux alliances : ANCRE ?

• Participer aux plateformes H2 nationales et UE : AFHYPAC, N.ERGHY

• Etre représenté dans les instances internationales : COST, IEA-HIA, IPHE...

28

Partenariats Partenariats àà privilpriviléégiergier

production d'hydrogène économe en co , son michel … gdr acthyf 2010.pdf · européens...

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