Comment fonctionne une station de remplissage d'hydrogène

Il s'avère que c'est comme une pompe à essence. Sauf pour les parties où ce n'est pas le cas.

La chose amusante à propos de la technologie future, il s'avère, c'est à quel point il semble remarquable de présenter la technologie. Rendez-vous dans une station-service à hydrogène et vous serez pardonné de constater à quel point cela semble normal. Pompe à carburant. Écran tactile. Buse. Plafonniers sous un auvent. Dans certains cas, même un logo Shell familier. La seule chose qui manque, c'est un gars qui vend des cigarillos et des bouteilles de Mountain Dew Baja Blast. Avec plus de stations mises en ligne chaque année et plus de voitures à hydrogène sur la route, comme la Toyota Mirai, il vaut la peine de jeter un coup d'œil à la façon dont l'hydrogène pénètre dans un véhicule à pile à combustible et sur la route.

L'hydrogène arrive généralement à une station-service de la même manière que l'essence : par camion. Mais contrairement à l'essence, il peut également être généré sur place, en séparant l'élément de l'eau ou du gaz naturel. L'hydrogène peut également être transporté par des conduites, comme les 700 miles de pipelines qui existent déjà en Amérique.

Si l'hydrogène arrive sous forme liquide, il doit d'abord être transformé en gaz avant de pouvoir être utilisé. Ici, il passe à travers des tours de vaporisation qui chauffent le liquide jusqu'à ce qu'il se transforme en gaz.

Avant que l'hydrogène n'entre dans votre voiture, il doit être comprimé à des pressions élevées, jusqu'à 10 000 livres par pouce carré ou 700 bars. Il existe deux normes pour la compression de l'hydrogène : la demi-pression H35 et la pleine pression H70. Une pression plus élevée se traduit par une autonomie plus élevée : sur un véhicule à pile à combustible moderne tel que la Toyota Mirai, par exemple, un plein à H70 équivaut à une autonomie de 500 km*, ce qui est comparable à celui des véhicules à essence.

* Estimation 2017 de l'EPA 67 villes/67 autoroutes/67 MPGe combinés pour Mirai et autonomie de 312 milles. Le kilométrage réel variera. Mesure d'autonomie selon les normes SAE J2601 (température ambiante : 20°C ; pression du réservoir d'hydrogène en carburant : 70 MPa). Le temps de ravitaillement varie en fonction de la pression de ravitaillement en hydrogène et de la température ambiante.

L'hydrogène se trouve dans des réservoirs de stockage, tout comme l'essence. La principale différence ici, cependant, est que ces réservoirs sont au-dessus du sol, tandis que l'essence est stockée sous terre, à hauteur de milliers de gallons. (C'est drôle, ça - une étude de l'Université de Miami a montré qu'une fuite d'essence et un incendie sont bien plus dévastateurs pour un véhicule qu'une fuite d'hydrogène.) Toute fuite dans un réservoir de stockage signifie que l'hydrogène, qui est plus léger que l'air, s'évacue simplement avant il a la chance de brûler.

Pour éviter la dilatation et maintenir la densité d'énergie tout en étant pompé à haute pression, l'hydrogène doit être refroidi à travers un échangeur de chaleur avant de passer à travers une pompe. Le refroidissement empêche les réservoirs d'embarquement du véhicule de surchauffer, ce qui accélère le ravitaillement en carburant.

Enfin, l'hydrogène va à votre pompe. Cette pompe est comme votre pompe de station-service moyenne, sauf des années-lumière d'avance en termes de puissance de calcul : avec la capacité de communiquer avec l'ordinateur de bord de votre véhicule à pile à combustible, elle peut déterminer la température, la pression du réservoir et les niveaux de carburant, puis elle fait le reste en lui-même. Tout ce que vous avez à faire est de verrouiller la buse en place et d'attendre. Le carburant est mesuré en kilogrammes au lieu de gallons, ce qui peut prendre un certain temps pour envelopper sa tête de combustion interne. Il ne faut que trois à cinq minutes pour remplir le réservoir d'hydrogène d'une voiture*, et pendant tout ce temps, votre conducteur d'hydrogène ne réalisera pas toute la science, la technologie et l'ingénierie nécessaires pour fournir cet hydrogène dans votre réservoir.

*Le temps de ravitaillement varie en fonction de la pression de ravitaillement en hydrogène et de la température ambiante.

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