l'hydrogene

Définition

Sur Terre et hormis les composés avec d'autres atomes, la molécule d'hydrogène se présente le plus souvent sous la forme d'un corps simple gazeux : le dihydrogène (H2), souvent appelé simplement « hydrogène ». L'hydrogène est présent dans de nombreuses molécules : eau, sucre, protéines, hydrocarbures.

Il est également le principal constituant du Soleil et de la plupart des étoiles, dont l'énergie provient de réactions de fusion thermonucléaire de l'hydrogène.

Étonnamment, l'hydrogène est un métal : lorsqu'il est sous forme solide (très hautes pressions et très basses températures), il cristallise avec une liaison métallique (voir hydrogène métallique). Dans le tableau périodique des éléments, il est d'ailleurs dans la colonne des métaux alcalins. N'étant pas présent à l'état solide sur Terre, il n'est toutefois pas considéré comme un métal en chimie. De façon simpliste sa nature métallique est due à son électron périphérique sur son unique et dernière couche saturée à deux électrons.

L'hydrogène possède un haut pouvoir énergétique gravimètrique: 120 MJ/kg comparé au pétrole (45 MJ/kg), au méthanol (20 MJ/kg) et au gaz naturel (50 MJ/kg). Cependant c'est aussi le gaz le plus léger (2,016g/mol H2), d'où un faible pouvoir volumétrique: 10,8 MJ/m3 face au méthanol (16 MJ/m3), gaz naturel (39,77 MJ/m3)

Ceci pose un véritable problème de stockage et de transport: que ce soit pour l'utilisation de l'hydrogène dans un véhicule ou pour le transport en pipeline, en camion, c'est la densité volumétrique qui importe. La densité énergétique volumétrique de H2 n'est intéressante qu'à l'état liquide ou comprimé (700 bars).

Le Carburant du futur

Il est de plus en plus évident que l’hydrogène sera le principal fournisseur d’énergie du futur .

à long terme, il offre la possibilité de remplacer les carburants à base de carbone pour la consommation d’énergie que ce soit dans les transports ou pour des besoins stationnaires (électricité , chauffage ,ect...). La technologie des piles à combustible qui permet aux voitures de rouler à l’hydrogène signifie qu’on en arrivera à des transports sans émissions de gaz car tout ce qui sort des tuyaux d’échappement est de l’eau.

A long terme, l’hydrogène sera produit économiquement par électrolyse à partir de sources d’énergie renouvelables comme l’énergie solaire, le vent ou la biomasse. En attendant, l’hydrogène peut être produit à bord des véhicules par un convertisseur de carburant, en utilisant des combustibles fossiles et les infrastructures de remplissage et de distribution déjà en place.

Selon des chercheurs américains, le remplacement des énergies fossiles par l'hydrogène pourrait affecter les hautes couches de l'atmosphère. En cause : le stockage et le transport du gaz. Pour pallier les effets de l'activité humaine sur le climat, l'hydrogène ne serait pas la panacée. Les conclusions d'une étude menée par des chercheurs américains et publiée, vendredi 13 juin, dans la revue Science suggèrent en effet que le remplacement des énergies fossiles par l'hydrogène pourrait avoir un sérieux impact sur l'environnement.

Les résultats du travail mené par ces scientifiques du California Institute of Technology et du Jet Propulsion Laboratory (JPL) ( financés par l'industrie américaine et des "fonds privés") mettent notamment en évidence une augmentation de la quantité de vapeur d'eau dans la stratosphère - propice à l'altération de la couche d'ozone - provoquée par l'introduction de grandes quantités d'hydrogène dans l'atmosphère

Ces chercheurs travaillent dans des laboratoires qui en leur temps nous ont dit que le réchauffement climatique n'était pas prouvé (!!!)ce qui permit à leur président de refuser de diminuer la pollution industrielle et automobile

Pour revenir à des choses intelligentes,

Le principe de la pile à combustible est relativement simple

L’hydrogène et l’oxygène de l’air réagissent au travers d'une réaction électrochimique
(réaction chimique qui a lieu par un transfert d’électrons). Cette réaction, qui utilise des catalyseurs (matériaux qui favorisent la réaction), est contrôlée. Elle produit de l’électricité, de l’eau et de la chaleur. Tout ce processus se déroule dans une cellule élémentaire composée de deux électrodes ( cathode et anode) séparées par un électrolyte.

La pile à combustible permet donc de convertir directement de l’énergie chimique en énergie électrique, de façon continue.

du rêve à la réalité d'ici 2011 ?

" Selon les résultats de nos recherches, nous savons que nous sommes sur la bonne voie, et avec un bon soutien, nous estimons aujourd'hui que nous pourrons fournir le carburant hydrogène dans les 7 ans à venir !

a déclaré le professeur Janusz Nowotny, qui dirige le projet du Centre Pour les Matériaux et la Transformation d'Énergie de l'Université de Nouvelles Galles du Sud en Australie.

Ils ont élaboré une technique faisant intervenir une céramique à base d'oxyde de titane qui recueille et fractionne l'eau, grâce à la lumière du soleil, pour en extraire le précieux gaz. Le choix d'utiliser des photoélectrodes faites du matériau exceptionnel qu'est le titane n'est pas lié au hasard, mais bien au fait que ce métal, 40% plus léger que l'acier, possède d'excellentes propriétés semi-conductrices et une résistance unique à la corrosion de l'eau.

histoire de l'hydrogène

PARACELSE se fit appeler ainsi , parce qu'il se prétendait supérieur à CELSE , polémiste anti-chrétien du deuxième siècle .

Elève de TRITHEME, ce fils de médecin aurait certes gagné à un peu plus de modestie , mais il fut à l'origine de très nombreuses disciplines modernes :

la Iatrochimie , guérison des affection par des produits chimiques
l'homéopathie ( théorie des signatures )
la chimie expérimentale
la chirurgie expérimentale
la désinfection des plaies par des sels de cuivre et des huiles essentielles .

Pratiquant de nombreuses distillations dans sa quête alchimique , il eut l'idée de mélanger du vitriol sur du fer en poudre et, dit-il, découvrit " un air différent de celui qu'on respire ". Il ne trouva pas d'autre utilisation à cet " Air différent " Il avait néanmoins découvert ce que l'on nomma plus tard l'hydrogène

CAVENDISH

Presque trois siècles plus tard , Lord Charles CAVENDISH Duc du DEVONSHIRE qui résidait à Nice , devint père de son second fils , HENRY

Le jeune HENRY était timide , il le resta sa vie durant . Il préféra toujours la solitude des laboratoires à la compagnie de ses semblables .

L'enfant fut précoce , à 18 ans déjà il entrait à CAMBRIDGE . A 22 ans il quittait la prestigieuse université pour entamer une vie consacrée à la recherche . Il repris , entre autres , les travaux de Paracelse recueillant soigneusement "l'air inflammable" dans des vessies , puis l'approfondit , reproduisant l'experience en remplaçant l'acide sulfurique par de l'acide chlorhydrique puis le fer par du zinc puis de l'étain . Il finit par établir que cet air , lorsqu'il est enflammé produit invariablement une flamme bleue , déduisant , alors , qu'il s'agissait d'un élèment distinct , d'un gaz .

Encore fallait-il le prouver ,pour cela , il détermina la composition de l'air , calcula sa densité puis celle d'autres gaz , ainsi que celle de l'hydrogène . Enfin il les compara .
L'hydrogène était né aux yeux des scientifiques.

LAVOISIER

LAVOISIER

" il faut que la justice suive son cours , la république n'a plus besoin des savants"

De plus , le passif était lourd : Antoine Laurent était un ci-devant ce qui , déjà, en faisait un coupable . Il avait , de plus des circonstances aggravantes : fils d'un procureur du parlement , il s'inscrivit au barreau de PARIS très vite, à 25 ans , il devint l'adjoint du fermier général Beaudon puis tout aussi rapidement , il devint lui-même fermier général . Il suffit de se rappeler comment la Ferme pressurait le peuple...

Une légende le présente comme un solitaire affrontant les institutions en essayant de faire accepter ses idées , il n'en est rien : pour être ce qu'il fut , il fallait être bien en cours et avoir sa place dans un réseau d'influences et d'amitiés .

c'était un homme de son temps .

C'était également une tête bien faite : tout en menant à bien une carrière prospère, il étudiait les sciences auprès de maitres prestigieux ( la chimie auprès de Guillaume ROUELLE ,les mathématiques auprès de Nicholas Louis de la CAILLE, et la botanique auprés de Bernard de JUSSIEU , au Jardin du ROI )

En 1766 ,il reçoit la médaille d'or de l'Académie des Sciences et il y est reçu comme membre en 1768 .

L'oeuvre de LAVOISIER

Nommé en 1775 Régisseur des Poudres et Salpêtres il oriente alors les recherches des laboratoires vers une amélioration des poudres . Dans le même temps , il fait créer des nitrières artificielles , ce qui a pour effet de quintupler la production de salpêtre .

C'est au cours de ces recherches à la poudrerie , qu'il détermine les propriétés de l'oxygène ( " celui qui engendre les acides ")

" l'air de l'atmosphère n'est pas un élément, c'est à dire un corps simple, mais un mélange de plusieurs gaz. L'air de l'atmosphère est composé d'un quart environ d'air déphlogistiqué ou air éminemment respirable (l'oxygène ) et de trois quart d'un air méphitique et nuisible (l'azote ). ( Lavoisier, Oeuvres ,tome ll).

C'est en 1783 qu'il détermine que l'eau est un composé d'oxygène et d'un autre gaz qu'il nomme hydrogène ( celui qui génère l'eau).

Pour consulter le Texte de la présentation à l'Institut cliquez sur ce lien