L’essor de la technologie hydrogène, une opportunité pour l’utilisation de composites

L'hydrogène joue un rôle important dans la transition mondiale vers une économie à faible émission de carbone. Cela signifie par la même occasion un potentiel intéressant pour les matériaux composites. Par exemple, l'utilisation de l'hydrogène dans la mobilité pourrait créer un marché de millions de réservoirs de stockage en matériaux composites (renforcés en fibres de carbone). Voici un état de l'art axé sur les possibilités et les défis des matériaux composites pour l'hydrogène dans les applications de mobilité.

L’hydrogène peut servir de carburant direct ou s’intégrer à une pile à combustible pour produire de l’électricité en ne rejetant que de l’eau et de la chaleur.

Les réservoirs en composites renforcés de fibres de carbone offrent depuis des années un moyen léger de stockage d’hydrogène sous pression. Les véhicules zéro émission alimentés par des piles à combustible disposent de réservoirs de type IV pourvus d’une enveloppe intérieure en thermoplastique recouverte de fibres de carbone et de résine époxydique. Si l’hydrogène représente depuis longtemps une source très prometteuse et durable d’énergie propre, les progrès en la matière ont été très lents jusqu’il y a peu. En dépit de leurs très grandes perspectives de croissance à l’heure actuelle, les réservoirs de type IV doivent surmonter d’énormes obstacles. Le coût des fibres de carbone fait grimper leur prix en flèche. Deuxième problème : la densité de stockage. Bien que l’hydrogène sous pression libère trois plus d’énergie par kilogramme que l’essence, il présente une densité énergétique volumique très faible. Il faut donc des cylindres volumineux pour contenir la haute pression nécessaire au stockage d’une quantité suffisante de carburant. Pour les applications mobiles, les réservoirs de type IV en CFRP ont une longueur d’avance sur les alternatives en métal en raison de leur légèreté. Le poids n’est en revanche pas un facteur déterminant en matière d’applications fixes, parmi lesquelles les stations de ravitaillement en hydrogène.

Ce gaz présente une densité plus élevée sous forme de liquide cryogénique, conservé à une température de -253°C. Les cryoréservoirs se composent traditionnellement de métal ; ceux contenant une grande quantité de matériaux composites doivent encore prouver des performances et une durée de vie en fatigue égales aux premiers, comme l’ont déjà fait les réservoirs de type IV à gaz comprimés.

Nous dressons pour vous l’état de la situation actuelle des technologies, de la direction qu’elles empruntent et du rôle que les matériaux composites joueront à cet égard.

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Opportunités pour les entreprises

Il est incontestable que la technologie hydrogène présente un grand potentiel, même en dehors du domaine des composites. Sirris se penche également sur la question et entend ainsi aider les entreprises dans leurs développements et innovations.

Ainsi, Sirris est un partenaire du projet européen THOR consacré au stockage de l'hydrogène. Ce projet vise à mettre au point des réservoirs sous pression en thermoplastique composite rentables pour le stockage de l'hydrogène gazeux dans les véhicules et les transports.

L'an dernier, Sirris est également devenu membre de Waterstofnet. Cette plate-forme de connaissance et de coopération entend contribuer à une société neutre en carbone en soutenant et en réalisant des projets dans le domaine de l’hydrogène en Flandre et aux Pays-Bas. En collaboration avec l'industrie et les pouvoirs publics, elle fournit des réalisations concrètes et jette les bases d'une coopération plus poussée. Ce faisant, elle permet à la Flandre et aux Pays-Bas de continuer à se développer en tant que région de pointe dans le domaine de l'hydrogène. Par son adhésion, Sirris souhaite soutenir de manière optimale ses membres dans leurs développements dans un secteur de l'économie de l'hydrogène en plein essor.

Récemment, certaines capacités uniques de Sirris ont été résumées et présentées. Elles nous permettent de soutenir les entreprises actives dans le secteur de l'hydrogène, plus particulièrement celles qui fabriquent des composants et des machines pour l'électrolyse et les piles à combustible, mais aussi pour le stockage de l'hydrogène.

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