Stockage de l'hydrogèneLe concept de stockage de l'hydrogène désigne toutes les formes de mise en réserve du dihydrogène en vue de sa mise à disposition ultérieure comme produit chimique ou vecteur énergétique. Plusieurs possibilités existent, qui présentent avantages et inconvénients. Sous forme de gaz, le dihydrogène est peu dense et doit être fortement comprimé. La liquéfaction du dihydrogène se réalise à très basse température. L'hydrogène solide nécessite d'être lié à d'autres composants, notamment sous la forme d'hydrure.
Véhicule à hydrogèneUn véhicule à hydrogène est un moyen de transport qui utilise une transformation chimique du dihydrogène comme énergie de propulsion. En particulier, on appelle voiture à hydrogène un véhicule à propulsion électrique muni d'une pile à combustible utilisant le plus souvent l'hydrogène comme combustible réducteur. C'est un type particulier de véhicule à pile à combustible. Cette appellation englobe des véhicules du domaine de l'aérospatiale (comme les fusées) ou du domaine militaire (comme des sous-marins à hydrogène), bien que l'usage courant renvoie plutôt au monde des transports.
Technologie de l'hydrogèneLes technologies de l'hydrogène sont les technologies de production, de transport et distribution, de stockage et d'utilisation du dihydrogène. Ce vecteur énergétique a une place centrale dans la perspective d'une économie hydrogène. La liste des technologies fondées sur l'utilisation du dihydrogène est donnée ci-dessous.
Conversion d'électricité en gazLa conversion d'électricité en gaz (, P2G ou PtG) est un procédé de transformation de l’énergie électrique en énergie chimique. La principale application de ce procédé est la valorisation de l'électricité excédentaire (quand la production dépasse la demande ou les capacités de flexibilité du système électrique) sous une forme stockable à moyen et long terme. La conversion repose sur l'électrolyse d'eau par de l'électricité pour produire du dihydrogène, ou sur la réaction de méthanation pour produire du méthane (parfois dit Hithane) via la réaction de Sabatier avec le dioxyde de carbone.
Avion à hydrogèneUn avion à hydrogène est un avion alimenté au dihydrogène. Le dihydrogène peut alimenter soit des piles à combustible qui génèrent de l'électricité pour alimenter des moteurs électriques, soit directement des réacteurs. Il peut être stocké à bord soit sous forme de gaz comprimé à haute pression, soit sous forme liquide à . Pile à combustible Dans un modèle à pile à combustible, l'avion dispose de réservoirs d'hydrogène sous pression qui permettent d'alimenter la pile, laquelle produit à son tour de l'électricité par recombinaison du dihydrogène avec l'oxygène ; cette électricité alimente enfin les moteurs électriques de l'avion.
Pile à combustible à membrane échangeuse de protonsLes piles à combustible à membrane échangeuse de protons, connues aussi sous le nom de piles à combustible à membrane électrolyte polymère (PEMFC, pour l'anglais en ou en) sont un type de piles à combustible développées pour des applications dans les transports aussi bien que pour des applications dans les portables. Leurs caractéristiques propres incluent un fonctionnement des gammes de basses pressions et températures et une membrane électrolyte polymère spécifique.
Électrolyse à membrane électrolytique polymèreredresse=1.25|vignette| Schéma de principe d'une électrolyse à membrane électrolytique polymère avec cathode (ici en catalyseur platine sur papier carbone ou laine de carbone) et anode (ici en catalyseur iridium sur titane) autour d'une membrane échangeuse de protons (par exemple en Nafion).
Asymmetric hydrogenationAsymmetric hydrogenation is a chemical reaction that adds two atoms of hydrogen to a target (substrate) molecule with three-dimensional spatial selectivity. Critically, this selectivity does not come from the target molecule itself, but from other reagents or catalysts present in the reaction. This allows spatial information (what chemists refer to as chirality) to transfer from one molecule to the target, forming the product as a single enantiomer.
Traitement des gaz par les aminesLe traitement des gaz par les amines désigne un procédé de séparation de mélanges gazeux utilisant des solutions aqueuses d'amines pour retirer des gaz acides comme le sulfure d'hydrogène () et le dioxyde de carbone () de mélanges gazeux. Il s'agit de procédés courants dans l'industrie chimique. Les amines les plus utilisées sont la diéthanolamine (DEA), l'éthanolamine (MEA), la N-méthyldiéthanolamine (MDEA), la diisopropylamine (DIPA) ou la diglycolamine (DGA).
Hydrogénation par transfertL'hydrogénation par transfert est une technique d'hydrogénation dans laquelle la source en hydrogène n'est pas le dihydrogène, mais un autre « donneur en hydrogène ». Ces donneurs sont souvent des solvants comme l'hydrazine, le dihydronaphtalène, le dihydroanthracène, l'isopropanol, l'acide méthanoïque ou le cyclohexadiène. Cette technique est utilisée dans l'industrie et en synthèse organique du fait des inconvénients et des coûts liés à l'utilisation de H2.
HydrogèneLhydrogène est l'élément chimique de numéro atomique 1, de symbole H. L'hydrogène présent sur Terre est presque entièrement constitué de l'isotope H (ou protium, comportant un proton et zéro neutron) et d'environ 0,01 % de deutérium H (un proton, un neutron). Ces deux isotopes de l'hydrogène sont stables. Un troisième isotope, le tritium H (un proton, deux neutrons), instable, est produit dans les réactions de fission nucléaire (réacteurs nucléaires ou bombes).
Réseau métallo-organiquevignette|Exemple de MOF avec différents ligands organiques. Les réseaux métallo-organiques (MOF, pour l'anglais metal–organic framework) sont des solides poreux hybrides cristallins constitués d'ions métalliques ou de clusters coordonnés à des ligands organiques pour former des structures en une, deux ou trois dimensions. Les MOF présentent notamment une surface spécifique très élevée du fait de leur structure nanoporeuse. Les MOF sont nommés selon leur lieu de découverte suivi d’un numéro d’incrémentation, par exemple MIL-101 pour Matériaux Institut Lavoisier , ou UiO-66.
DiéthanolamineLa diéthanolamine, ou DEA, est un composé organique de formule . Il s'agit d'un solide incolore à l'odeur ammoniacale fondant à . La diéthanolamine a tendance à absorber l'eau, ce qui entraine de la surfusion : elle est généralement trouvée sous forme d'un liquide visqueux incolore à température ambiante. C'est un diol et une amine secondaire, soluble dans l'eau et hygroscopique. La DEA est utilisée comme tensioactif et inhibiteur de corrosion, ainsi que pour éliminer le sulfure d'hydrogène et le dioxyde de carbone dans les procédés de raffinage du pétrole et le traitement du gaz naturel.
Disulfure de carboneLe disulfure de carbone (anciennement sulfure de carbone) est le composé chimique de formule CS2. Liquide jusqu'à , le disulfure de carbone est extrêmement volatil. Pur, il est incolore et possède une faible odeur éthérée, mais les impuretés soufrées qu'il contient souvent le rendent jaunâtre et lui confèrent une odeur forte et désagréable. Le disulfure de carbone est un solvant très toxique, utilisé en chimie pour dissoudre de nombreux composants organiques (notamment les , les cires et le caoutchouc) ainsi que le soufre, le phosphore blanc, le sélénium et l'iode.
Catalysevignette|Intérieur du musée de la catalyse à Widnes en Angleterre. En chimie, la catalyse (du grec ancien : , « détacher ») se réfère à l'accélération ou la réorientation de la cinétique de réaction au moyen d'un catalyseur, et dans certains cas à la sélectivité pour diriger la réaction dans un sens privilégié (réaction concurrente, production d'un produit plutôt qu'un autre). Le catalyseur est utilisé en quantité beaucoup plus faible que les produits réactifs. Il n'apparait pas en général dans le bilan de réaction, donc pas dans son équation globale.
ÉthanolamineL'éthanolamine, également appelée 2-aminoéthanol ou monoéthanolamine, est un composé organique de formule chimique qui est à la fois une amine primaire par son groupe amine et un alcool primaire par son groupe hydroxyle . À l'instar des autres amines, la monoéthanolamine se comporte en base faible. L'éthanolamine est un liquide toxique, inflammable, corrosif, incolore et visqueux ; son odeur est similaire à celle de l'ammoniac. L'éthanolamine est communément appelée monoéthanolamine afin de la distinguer de la diéthanolamine et de la triéthanolamine.
Culture énergétiquevignette|upright=1.5|Plantation dans le cadre du programme de cultures énergétiques du département de l'Environnement, de l'Alimentation et des Affaires rurales (DEFRA) au Royaume-Uni. Une culture énergétique est une espèce végétale cultivée pour produire de la biomasse destinée à une valorisation énergétique, afin de produire de l'électricité ou de la chaleur. Ces plantes peuvent être ligneuses ou herbacées, ces dernières étant souvent des graminées (famille des Poaceae).
Catalyst poisoningCatalyst poisoning is the partial or total deactivation of a catalyst by a chemical compound. Poisoning refers specifically to chemical deactivation, rather than other mechanisms of catalyst degradation such as thermal decomposition or physical damage. Although usually undesirable, poisoning may be helpful when it results in improved catalyst selectivity (e.g. Lindlar's catalyst). An important historic example was the poisoning of catalytic converters by leaded fuel.
Taxe carboneLa taxe carbone est une taxe environnementale sur les émissions de dioxyde de carbone, le gaz à effet de serre qui contribue le plus au forçage radiatif d'origine anthropique, qu'elle vise à réduire, dans le but de contrôler le réchauffement climatique. Cette taxe pigouvienne, en faisant payer les pollueurs à proportion de leurs émissions, vise à modifier leurs comportements et à orienter leurs achats et leurs investissements. Elle est le plus souvent appliquée « en amont », sur les énergies fossiles.
Oxydevignette|Six oxydes de terres rares (dans le sens des aiguilles d'une montre à partir d'en haut à gauche) : gadolinium, praséodyme, cérium, lanthane, néodyme et samarium. Un oxyde est un composé de l'oxygène avec un élément moins électronégatif que lui, c'est-à-dire tous sauf le fluor et lui-même. Le terme « oxyde » désigne également l'ion oxyde O. Un oxyde contenant une proportion d'oxygène moins élevée ou plus élevée qu'un oxyde normal est appelé respectivement sous-oxyde ou peroxyde.
