Usage hydrogen

Production d'hydrogène

Des solutions en polymère de haute technologie pour le traitement d’eau ultrapure et les électrolyseurs avancés, garantissant une production optimale d’hydrogène vert.

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Atteindre une haute pureté grâce aux systèmes de tuyauterie en polymère

L’hydrogène vert est produit en utilisant de l’énergie propre provenant de sources renouvelables, telles que le solaire, l’éolien et l’hydroélectricité, puis en employant l’électrolyse pour séparer l’eau en deux atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène. L’eau destinée à l’électrolyse subit généralement une purification par des processus standard d’osmose inverse, nécessitant souvent des étapes supplémentaires de déionisation pour éliminer les ions restants. Nous contribuons à ces applications grâce à nos solutions dédiées au transport de l’eau déionisée pour augmenter la production tout en réduisant simultanément le coût global du capital de l’hydrogène vert.

Applications de traitement de l’eau pour une eau ultrapure

Échange d’ions

Les échangeurs d’ions assurent la production d’eau de procédé pure dans les environnements industriels. Ils éliminent les ions indésirables grâce à des billes de résine sélective et les régénèrent au cours du processus. La conception compacte des stations d’échange d’ions nécessite diverses solutions de tuyauterie et composants. GF Industry and Infrastructure Flow Solutions propose des solutions complètes de systèmes de tuyauterie de haute qualité, offrant une flexibilité maximale tout en garantissant une exploitation entièrement sécurisée et un temps de fonctionnement optimal de l’installation.

Osmose inverse

La technologie d’osmose inverse est une méthode de filtration où l’eau contaminée passe à travers une membrane très fine sous haute pression et élimine presque tous les polluants, tels que minéraux, bactéries et autres particules. Basé sur la porosité sélective d’une membrane semi-perméable, les impuretés sont extraites d’un liquide sous pression. Puisque ce procédé ne nécessite aucun ajout de produits chimiques, la consommation d’énergie reste faible et la manipulation est facile.

Filtration sur média

La filtration sur média élimine les particules en suspension et les micro-organismes. Utilisant des couches de sable, de gravier ou de charbon actif, elle améliore la clarté de l’eau et réduit les contaminants. Ce procédé est essentiel pour garantir une eau sûre, propre et potable pour la consommation publique.

Applications des électrolyseurs : des solutions pour tous

Électrolyseur alcalin

Utilisant une solution électrolyte liquide telle que l’hydroxyde de potassium ou l’hydroxyde de sodium mélangé à de l’eau, les électrolyseurs alcalins (AEL, atmosphérique) génèrent de l’hydrogène dans des cellules composées d’une anode, d’une cathode et d’une membrane. Ces cellules sont généralement assemblées en série pour produire simultanément de l’hydrogène et de l’oxygène. Le passage du courant fait migrer les ions hydroxyde à travers l’électrolyte, produisant du gaz hydrogène du côté cathode et de l’oxygène du côté anode.

Électrolyseur à membrane échangeuse de protons

L’électrolyseur à membrane échangeuse de protons (PEM) utilise une membrane échangeuse de protons et un électrolyte solide polymère. L’eau se scinde en hydrogène et oxygène lors du passage du courant, les protons d’hydrogène traversant la membrane pour former du gaz hydrogène du côté cathode. L’efficacité et la durée de vie du procédé d’électrolyse PEM dépendent fortement de la qualité de l’eau utilisée. De l’eau de haute pureté est cruciale pour assurer des performances optimales.

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Électrolyseur à membrane échangeuse d’anions

L’électrolyseur à membrane échangeuse d’anions (AEM), une méthode d’électrolyse à basse température, utilise une membrane polymère AEM et des électrodes économiques dans un assemblage d’électrodes à membrane. La demi-cellule anodique contient un électrolyte KOH dilué, tandis que la demi-cellule cathodique, sans liquide, produit l’hydrogène à partir de l’eau traversant la membrane. L’oxygène est rejeté du côté anodique. 

Hydrogène

Dessalement

L’eau de mer représente un immense potentiel comme ressource pour la production d’hydrogène vert. Nos technologies de pointe permettent le dessalement de l’eau de mer afin de générer de l’eau purifiée via divers procédés de traitement. Nous aidons nos clients à atteindre leurs objectifs sur site grâce à nos solutions de préfabrication à la pointe, telles que des skids entièrement testés sous pression selon leurs besoins. Grâce à nos ateliers de préfabrication répartis stratégiquement dans le monde entier, nos clients réalisent des économies de coûts et de temps tout en s’assurant la fiabilité du système grâce à notre qualité certifiée et éprouvée.

Systèmes associés

FAQ

Comment l’hydrogène vert est-il produit et quelle est l’importance des systèmes de tuyauterie thermoplastique dans sa production ?

Au sein de l’écosystème de l’hydrogène vert, les électrolyseurs jouent un rôle clé, utilisant l’électrolyse pour séparer les atomes d’eau en hydrogène et oxygène, nécessitant de l’énergie électrique. Nos systèmes de tuyauterie thermoplastique sont conçus avec expertise pour assurer le transport fluide et le refroidissement efficace des fluides et gaz, éléments essentiels de ce procédé. Nous nous engageons à augmenter la longévité et la robustesse des électrolyseurs grâce à nos solutions innovantes et non corrosives, minimisant de façon efficace les temps d’arrêt.

Comment l’eau contribue-t-elle à l’économie de l’hydrogène ?

L’eau est au cœur de l’économie de l’hydrogène, alimentant le processus essentiel de production de l’hydrogène par électrolyse.

Production d’hydrogène : 
Lorsque l’eau (H₂O) est scindée par un courant électrique, elle devient simplement de l’hydrogène (H₂) et de l’oxygène (O₂). L’oxygène est un sous-produit qui peut offrir des utilisations industrielles supplémentaires et de potentielles opportunités pour des pratiques d’économie circulaire. 

Consommation d’eau :  
L’électrolyse pour la production d’hydrogène vert est gourmande en eau, nécessitant environ neuf litres par kilogramme d’hydrogène produit. Typiquement, les électrolyseurs consomment entre 45 et 55 kWh par kilogramme d’hydrogène, ce qui correspond à 0,16–0,2 litre d’eau ultrapure par kWh, soit 163 à 200 litres d’eau ultrapure par heure et par MW de capacité de l’électrolyseur.

1. Henrik Tækker MadsenWater (oct. 2022), Water treatment for hydrogen by EUROWATER, a Grundfos company.

Lien source : Traitement de l’eau pour l’hydrogène vert : ce qu’il faut savoir (hydrogentechworld.com)

Quels matériaux polymères sont adaptés au transport de l’eau ultrapure ?

Dans le domaine de la génération d’eau ultrapure, le choix des matériaux dépend du niveau de pureté souhaité, généralement mesuré en microSiemens (µS/cm). Le SYGEF PVDF HP s’impose comme la référence pour les applications à haute pureté en raison de son excellente résistance mécanique et chimique. Ce système est fabriqué avec soin dans des conditions de salle blanche ISO Classe 5 (100), garantissant une pureté absolue et le respect des standards industriels stricts.

Outre SYGEF pour d’autres niveaux de pureté, PROGEF PP-H s’avère le choix optimal. Ce système de tubes en polypropylène (PP) offre une bonne résistance chimique et une grande durabilité, le rendant adapté à un large éventail d’applications. 

Plus spécifiquement, notre système PROGEF (Polypropylène) est particulièrement efficace. Il assure une haute pureté en réduisant la contamination au minimum et résiste aux chocs, à l’abrasion ainsi qu’à de nombreux produits chimiques. Cela influe positivement sur l’efficacité et la longévité du système d’eau ultrapure et contribue donc à prolonger la durée de vie de la pile d’électrolyseur.

Pour déterminer le matériau le plus adapté à votre application, nous recommandons de consulter un expert.

Quelles technologies sont couramment utilisées pour assembler les tubes en polymère dans les applications hydrogène de GF Industry and Infrastructure Flow Solutions ?

GF Industry and Infrastructure Flow Solutions utilise plusieurs technologies d’assemblage avancées pour les applications hydrogène, notamment l’électrofusion, la soudure bout à bout et la soudure par infrarouge (IR). Ces méthodes garantissent des connexions sûres et étanches. Elles permettent également une installation plus rapide et réduisent le coût global du projet.

  • Soudure bout à bout : cette méthode est reconnue pour sa simplicité, permettant une mise en place rapide et un contrôle précis de la soudure. Elle s’avère particulièrement efficace pour les tubes de grand diamètre. La soudure bout à bout relie deux pièces thermoplastiques, souvent des tubes, en chauffant leurs extrémités jusqu’à fusion, puis en les pressant ensemble pour réaliser un assemblage solide et étanche.
  • Électrofusion : à l’aide d’un équipement léger, l’électrofusion offre un procédé semi-automatique facilitant l’opération. Elle propose le stockage des données de soudure pour la traçabilité et permet des processus personnalisés, garantissant ainsi un contrôle qualité élevé lors de l’assemblage. L’électrofusion assemble les tubes thermoplastiques grâce à des accessoires spéciaux dotés de résistances électriques. 
  • Soudure par infrarouge : les machines IR fusionnent les composants sans contact, évitant toute contamination et l’adhérence du chauffage. Le cordon de soudure minimal assure une bonne circulation. Ces machines conviennent à des matériaux comme le PVDF, l’ECTFE, le PP-H, le PP-n, le PE100 et le PFA, pour des diamètres de 20 mm à 400 mm.

Découvrez nos technologies d’assemblage.

Georg Fischer SAS

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93420 Villepinte

France