Modeling of Non –Equilibrium cold plasma Aplied to Hydrogen Production.

Abstract

L'utilisation de l'hydrogène comme carburant pour l'énergie produite par les piles à combustible est de plus en plus étudiée dans plusieurs domaines tels que les petits véhicules aériens et terrestres. L'intérêt est de trouver des alternatives aux énergies fossiles et de limiter les problèmes environnementaux. Le gaz hydrogène étant beaucoup plus léger que l'air, monte rapidement et s'échappe de l'atmosphère. C'est la raison pour laquelle la phase d'hydrogène gazeux (H2) n'est pas seule sur la terre. L'hydrogène se combine facilement avec d'autres éléments chimiques tels que l'eau, les hydrocarbures, les alcools ... L'hydrogène est également présent dans la biomasse naturelle, y compris les plantes et les animaux. Comme nous devons dépenser de l'énergie pour produire de l'hydrogène, nous parlons de vecteurs énergétiques et non d'énergie. L'hydrogène peut être produit à partir de sources naturelles telles que le gaz naturel, l'eau, la biomasse et d'autres sources. À l'heure actuelle, dans les technologies utilisées, le gaz extrait n'est pas de l'hydrogène seul, mais aussi des effluents gazeux toxiques comme le monoxyde de carbone (CO) et également le dioxyde de carbone (CO2) connu pour sa contribution à l'aggravation de l'effet de serre. Ainsi, la principale question qui se pose dans le développement des technologies de production d'hydrogène est de trouver la technique la plus efficace et la moins polluante. Il est important de noter que l'hydrogène est absolument non toxique et a une efficacité énergétique élevée, car un kilogramme d'hydrogène peut produire 33 kW / h d'énergie électrique, soit trois fois l'énergie produite par la combustion du benzène. La dissociation des hydrocarbures par un plasma froid est fortement requise en tant que technologie environnementale pour la production d'hydrogène. Il est connu que les hydrocarbures peuvent se décomposer directement en carbone solide et en hydrogène pour alimenter les piles à combustible pour la production d'électricité. Les plasmas froids hors équilibre caractérisés par une température électronique élevée dans un environnement gazeux froid peuvent être générés par des sources électriques ou électromagnétiques telles que les plasmas froids provenant de décharges par radiofréquence (RF), les sources d'hélicon radiofréquence (plasma RF-H) ou les micro-ondes ( Plasma MW), les décharges à barrière diélectrique (plasma DBD), ainsi que les décharges corona, etc. L'objectif de cette thèse est la modélisation du plasma froid hors équilibre utilisé pour la production d'hydrogène pour alimenter les piles à combustible qui permettent la production d'électricité par cette technologie "verte".