绿色:氢能源储存的未来

在这次采访中,AZoCleantech说话带有法国研究小组已经入围的决赛欧洲发明人奖2023。五个人员组成的,这种多学科小组已经开发出一种安全、有效的储氢方法在固体形态,可能扮演着重要的角色在持续的对抗气候变化。

欧洲发明人奖2023年欧洲顶级创新奖承认个人的贡献,科学和技术的进步。什么创新领导你的团队成为入围这样一个奖?

我们入围新技术,使可再生能源的大容量存储器。

的一些能源类型可以存储包括以下:

• 氢的储存在镁(MgH固体形态₂)
• 原始添加剂加速氢气吸收/解吸反应
• 添加剂对高热传导(扩大天然石墨或底片),形成坚实的契约
• “绝热”坦克设计允许可逆储反应热量的外围槽包含相变金属(PCM)
• 坦克与外部热交换,使废热回收等热再生。

研究最初是由法国国家科学研究中心(CNRS)。第一个专利申请后,技术转移到两个行业合作伙伴,McPhy JOMI-LEMAN,开始商业化的产品。

图片来源:JOMI-LEMAN

作为能源和资源的需求持续上升,为什么关键发现创新的解决方案应对气候变化带来的挑战?

无碳可再生能源都是断断续续的。因此,存储大量的能量的能力是至关重要的在满足不同消费模式有不同的要求(早上/中午/晚上好,周)。储存能量的能力将使我们更加灵活和适应消费。

绿色氢成为一个受欢迎的选择是政府和行业试图摆脱化石燃料。什么是绿色的氢,它可能被用来如何帮助实现全球脱碳吗?

绿色的氢往往是通过电解生产的脱碳电力。

我们的技术非常适合存储大量的可再生能源的广泛的使用,例如,国内或工业用途,如化学(和H₂作为一个化学分子)、冶金、水泥、重型运输(火车、渡轮、拖车等)。

图片来源:JOMI-LEMAN

点击这里了解更多关于绿色氢。

尽管其关键作用在能源过渡,氢是相对难以储存和运输。有哪些关键因素让氢的储存和运输困难?

同样的质量,氢(33千瓦/公斤)拥有更多的能量比碳燃料的三倍,最好的锂电池的目标0.3千瓦时/公斤。然而,一个瓶颈就是氢是低密度的能源载体。

氢分子(H₂或di-hydrogen)处于压缩状态在750酒吧,然而,包含43公斤的氢/ m³氢,在其液态(-253°C),它包含了70公斤的氢/ m³的液体。这两种“压缩”(压缩或液化)需要大量能量。尽管如此,我们建议在镁原子氢,我们能够获得106公斤的氢/ m³。

行业内的主要目标之一是更安全、更高效的氢存储。请概述你的新方法,促进了呢?

我们主张允许可逆的存储和并行(或再生)热的形成。因此,这个可逆的固态存储可以达到总能源效率超过80%。

图片来源:JOMI-LEMAN

例如,元素可以基本MgH固态存储₂基本盘与催化剂和导热添加剂(否定)。的能力~ 1升的颗粒体积约为650 N升的氢颗粒的质量~ 1公斤。这个契约是完全在室温下稳定和安全,而且没有反应或释放H₂到空气中。坦克包含一堆小球被指控在10 - 15条与氢气直接从电解槽和STA提供氢的解吸塔2 - 3条。

我们的颗粒循环吸收/解吸7400 x没有退化的存储能力和反应动力学。

如何将这种创新的解决方案帮助绿色氢更容易在这样一个世界,正努力应对气候变化?

能量储存的氢是完美的答案可再生或绿色能源的生产,这是断断续续的。存储可以适应不同尺度的需要、妇女(千瓦时)。至于MgH₂、镁(7元素)是均匀分布在大陆,是相对便宜,是一种已知的冶金、完全可回收利用和生物相容性,并吸收7.6 wt氢,从而形成一个mono-metal氢化(抗周期)。

这项技术是如何与更传统的储氢方法?

一个最重要的好处的固态磁盘存储技术是改善其安全功能。更多传统的储氢方法造成漏电或燃烧的风险。然而,这个特殊的固态磁盘可以安全地处理在环境温度下没有反应与周围的空气。

此外,越来越多的传统的储氢方法能源密集型(压缩和液化),和经济和后勤方面可以在考虑分子的分布问题。显然,管道分销网络无法延伸到所有消费者和位置。

我们的解决方案是现场生产和储存,电能是通过电解容易和安全地运送到正常生产。

图片来源:JOMI-LEMAN

什么行业有可能会受益于此科学进步?

这种储氢技术适用于广泛的领域。

氢的储存固体形式有两个目的:存储能源(燃料电池)的燃烧和使用清洁合成化学分子。这种担忧国内消费(加热)和流动性(加油站,最重要的是,工业需求继续非常碳强度——化学物质如氨和其他钢铁行业(矿石还原和加热)浮法玻璃,水泥厂…)。

重要的是要注意,研究也正在努力恢复反应的热量从Mg↔H₂。

我们的目标是提供大量氢氨合成和海水淡化与电解槽连接在沙漠国家光伏领域。

我们的建议也满足重型货物运输的需求:

1. 渡船流动性;例如,在挪威,固态存储容器可以很容易地配置(在港口和快速加载)使用可再生电力。
2. 大陆之间的运输非常大的大量的氢(Australia-Japan, Chile-Germany等等),在固态存储在传统的集装箱船的优点有三个层面:在质量方面,能源,和最重要的是,安全。

我们的读者希望看到这项专利什么时候可以实现在现实世界中,和你会与任何公司合作,帮助促进这制造吗?

事实上,连续五个专利。‘我们’公司JOMI-LEMAN已经配备了原始和大规模的机器和设备,自行设计。2022世界杯美洲区赛程表示威者也被创建。MgH的生产目标₂范围从30吨/年,600吨/年的中期。

那会是什么对你意味着赢得欧洲发明人奖,以及这将如何帮助加速你的研究和开发?

赢得这一奖项将高度的团队奖励投资这么多我们的研究;这个项目涉及到15年的研发和合作超过12个博士生。

最重要的是,赢得这个奖是一个伟大的方式来展示我们的努力除去碳素能量,提供更可持续的愿景和人类平静的未来。我们不准备逆生长。

它还将帮助我们与新的接触和刺激投资来扩大这项技术。在这些不确定的时期,通信,在最广泛的意义上,是一个杠杆支持面向未来的解决方案。

你有未来的计划进一步提高这项技术吗?

JOMI-LEMAN公司目前在创业过程中,但计划扩大。新专利正在进行中。材料成形技术将发展更好的效率(能源、时间和人力)。上游研究也感兴趣其他储氢材料为特定目标应用程序。

关于决赛

阿尔宾的马车,在东航LITEN工程师和科学家

马车在学校学习后获得工程师学位在普瓦捷机械和航空技术。他收到了材料物理经过三年的博士学位研究氢氢化镁作为存储介质,特别是提高这种材料的导热系数用于热交换器。

从2008年到2016年,马车继续开发储氢CEA(粮食l 'Energie Atomique等辅助能源的替代品)。他曾与公司规模随着含镁储氢技术使用本发明。和他的团队,他多样化的H₂存储技术的联合开发与环境温度热交换器金属氢化物。

自2016年以来,马车已经研究了氢和有限公司₂催化转化为碳氢化合物通过示范项目1000年像木星,METHYCENTRE或METHAREN在法国和欧洲。他目前正在发展中创新热交换器反应堆与气体技术的力量氢的未来市场和非化石气体。

马车已经撰写了17个研究出版物和25项专利,其中16个地址在金属氢化物储氢。

帕特丽夏·德·Rango——研究科学家,中心国家de la任职(CNRS),法国格勒诺布尔

de Rango为她赢得了Diplome d 'Igenieur能源和材料学院的,她从奥尔良大学材料科学硕士学位。她收到她的博士,在高温超导体的磁纹理,从CNRS CRTBT和她的资格格勒诺布尔大学的博士学位,在识别她的高科学水平和原始的物理方法。

她六个月的奖学金的一部分促进与日本社会科学(jsp)在Tsubuka Tsubuka磁铁实验室,日本。她是包含在三个月Hystore技术CE-PIAP程序在塞浦路斯。de Rango还收到了资深科学家2013年在CNRS(研究室主任)。

自2009年以来,她一直是一个专家的国际能源署(IEA)工作任务40:基于氢的能量储存和转换。”此外,自2020年以来,她一直在研究的共同“存储”主题轴氢研究联合会(FRH2)。de Rango目前研究科学家专注于材料科学和论文主任约瑟夫傅里叶在格勒诺布尔阿尔卑斯大学大学。

de Rango撰写117年国际期刊研究出版物,和她的工作被引用超过2400次。从1988年到2008年,她在全国学校教实际工作在固体化学电化学和电冶金在格勒诺布尔INP格勒诺布尔(ENSEEG)。2012年,她获得了伊夫罗卡尔奖从物理学的法国社会创新的“储氢氢化镁。”

丹尼尔Fruchart法国——专家MgREEsource SAS

Fruchart获得两个硕士学位,第一个在里尔大学的“纯和基本数学”,第二个在物理和结晶学的研究在格勒诺布尔,法国。Fruchart被授予资深科学家的位置在CNRS(研究1)于1995年。从1980年到1984年,他教导结晶学连续第二年在格勒诺布尔理工学院物理工程术语。他是French-Spanish欧洲实验室的负责人,灵魂,从1994年到2004年。他是包含在三个月Hystore技术CE-PIAP程序在塞浦路斯。

2008年,Fruchart共同McPhy能源SAS和博士组成的研究(导数的报告)固体H-storage直到公司在2014年停止H-storage活动。与此同时,他是一个专家JOMI-LEMAN SAS在能量传递和材料和系统存储直到2021年。

Fruchart HollyFlow-Eurl的创始人/经理,该公司专门从事能源材料和系统的专业知识。自2020年以来,他一直是一个专家MgREEsource SAS在回收钕铁硼磁铁(钕)氢爆裂作用。和米歇尔接过话头,他研究固体H-Storage,特别是材料和坦克,McPhy能源和后来JOMI-LEMAN。

Fruchart负责30多个工业、机构、建立国际研发合同。他发表了近900篇研究论文,主要是在国际的同行评议期刊。他一些董事会委员会的成员从1999年到2014年,是一个能源机构国际原子能(IAEA)专家和顾问。2012年,他获得了伊夫罗卡尔奖从物理学的法国社会创新的“储氢氢化镁。”

他取得了国家专利的发明者:

• 新的硬磁铁钕铁硼金属氢化物(1985)许可Ugimag,然后出售san huan(中国)
• 均质粒度测定硬磁性材料(1991)许可Ugimag,然后出售san huan(中国)
• 伪造的硬磁合金粘结磁体(1998)Rhone6Poulence,然后出售三德(日本)
• 治疗过程中钠surgenerator植物(1999)
• 磁薄层沉积PAPVD植入的3 d记录((2006)
• 坦克和热可逆氢存储(2008)lMcPhy。
• 新型高效的磁致热的材料(2008)Rhone-Poulenc。

米歇尔接过话头,总裁兼首席执行官JOMI-LEMAN SAS,JOMI-LEMAN创始人

接过话头取得了学士学位,Lemonnier研究所的技术系列和DUT高速金属切削机械/航空技术研究所的大学。他有一个工程学位Electo-Mechanical工程/物理、冶金、钢铁工厂流程和公司管理国家学校的工程师。

他开始他的事业领域的有色和黑色金属在法国VALLOUREC钢铁厂生产工程师、生产经理诺贝尔BOZEL(现在佩希内Electrometallurgie),然后作为董事总经理Extrament工业。接过话头被一家加拿大公司招募,Timminco,作为他们的技术和商务总监,他一直工作到1991年。他专注于工业生产的钙、锶、镁在欧洲。然后他成为了在日内瓦INREC董事总经理,瑞士。

他后来在1995年创建了自己的公司,MCP(金属复合粉)技术,对钙、镁的造粒和后来的工业生产镁颗粒和粉末在钢铁厂铁水脱硫和镁供应化学药品格氏试剂,合成的味道和香味。

2008年1月,他和丹尼尔Fruchart McPhy成立能源,是其首席执行官,首席技术官,董事会成员,直到他2013年11月从公司退休。自2013年以来,他一直的总裁兼首席执行官JOMI-LEMAN SAS JOMI-LEMAN的创始人,咨询在冶金和能源存储。他也是协会主席ALPHEA洛林。

吉安•负责七出版物的原则和使用镁和与他的团队的其他成员。

他取得了专利,四个国家他的发明者:

• AFFIVAL过程(1980)。(生产空心导线钢液治疗)。
• 连铸生产过程允许镁阳极的阴极保护(1995 -私有专利)。
• 一个新的电化学过程直接大规模生产氢反应堆(2014)。
• 一个新的电化学过程对电力存储(2015)。

2012年,他获得了伊夫罗卡尔奖从物理学的法国社会创新的“储氢氢化镁。”Jehan also received the French National Special prize of the jury: « Chéreau-Lavet 2011 » Reward of the year as a Creative Engineer and inventor showing numerous patents and a lot of creativity owing to the creation of jobs for many employees during his career

Nataliya Skryabina——研究部门主任,JOMI-LEMAN SAS,法国

Skryabina烫州立大学物理学为她赢得了MSc(事业单位),烫,俄罗斯,和她从理工学院博士在沃罗涅日,俄罗斯。她获得资格博士的变形影响的性质Metal-Hydrogen系统事业单位。

她开始她的物理职业的高级研究助理和经理负责共和国结构研究的实验室工程师烫的粉末冶金中心,俄罗斯,1984年。从这里开始,她成为了一名高级研究助理和x射线衍射实验室科学部门主管的矿业理工学院1989年俄罗斯科学院。

在她21年在事业单位,持有的头寸Skryabina包括x射线衍射实验室的领导,副教授,教授在物理和化学的部门,一个角色她举行了从2000年到2016年退休。从2003年1月至2005年8月,2005年6月到2006年10月和2007年6月至2008年10月,她是一个邀请科学家CNRS,法国格勒诺布尔。

自1981年以来,Skryabina专著和接近330篇论文发表在俄罗斯和国际科学期刊。她是一个国际科学期刊的编辑委员会成员对替代能源与生态(2002 - 2014)。她收到了14个研究经费从1994年到2014年。Skryabina合著的四项专利;所有写给metal-hydrogen存储系统。

对欧洲发明人奖

欧洲发明人奖是欧洲最著名的创新奖项之一。欧洲专利局在2006年发起,该奖项荣誉个人和团队解决一些最大的挑战。获胜者进入决赛是由一个独立的陪审团由前奖决赛。在一起,他们检查的建议对技术进步的贡献,社会和可持续发展和经济繁荣。

关于欧洲专利局

有6300员工,欧洲专利局(EPO)是欧洲最大的公共服务机构之一。总部位于慕尼黑的办公室在柏林、布鲁塞尔、海牙和维也纳,欧洲专利局成立,目的是加强合作在欧洲专利。通过促红细胞生成素的集中式专利授予程序,发明家能够获得高质量的专利保护在44个国家,覆盖约7亿人的市场。欧洲专利局也是世界领先的专利信息和专利搜索的权威。