Ph. D. Physique, Harvard University (1986)

L’hydrogène, qui est l’élément le plus abondant dans l’univers, est souvent vu comme le vecteur énergétique du futur qui préservera la qualité de notre environnement. Grâce aux électrolyseurs, l’hydrogène peut facilement être produit à partir de sources d’énergie renouvelables telles que le photovoltaïque, l’éolien ou l’hydroélectricité. C’est un combustible qui ne contient pas de carbone; cela signifie que sa combustion n’entraîne pas l’émission de gaz à effet de serre. Cela explique pourquoi les véhicules basés sur la pile à combustible alimentée à l’hydrogène sont vus comme les automobiles du futur. Toutefois, l’hydrogène étant un gaz, il est difficile d’en confiner une grande masse à l’intérieur d’un volume raisonnable. Le développement de réservoirs d’hydrogène adéquats pouvant être placés à bord de véhicules automobiles est en fait une barrière économique et technologique importante qui nuit présentement au déploiement des véhicules à l’hydrogène sur nos routes. Afin de stocker une quantité suffisante d’hydrogène à bord des véhicules, des matériaux solides que les hydrures métalliques, le charbon activé, les MOFs (metal oxide frameworks) et autres sont étudiés comme milieux possibles de stockage. La sorption de l’hydrogène dans ces matériaux est un processus exothermique tandis que la désorption est endothermique. Cela signifie que la conception de réservoirs d’hydrogène performants basé sur les interactions solide-gaz va demander une compréhension systématique des mécanismes de transfert de masse et de chaleur dans ces matériaux de stockage si l’on veut obtenir, à l’intérieur des réservoirs, des vitesses de remplissage et de décharge de l’hydrogène qui se rapprochent le plus possible des cinétiques intrinsèques de ces matériaux. De plus, les coûts de construction d’un réservoir de capacité raisonnable font qu’il n’est pas pratique de construire une série de prototypes dans le but de trouver la configuration optimale des cellules de matériau de stockage et des échangeurs de chaleur. Dans ces conditions, la seule approche possible pour étudier ces types de réservoir d’hydrogène est la simulation sur ordinateur.

Hydrogen, the most abundant element in the universe, has great potential as an energy carrier and it has also many environmental advantages. Hydrogen can be easily generated from renewable energy sources, for example, photovoltaic, wind or hydro, with electrolysers. It is a carbon free combustible. It is why hydrogen-fuelled fuel cell and internal combustion engine vehicles are being developed as clean, efficient, advanced technologies for the automotive transportation of the future. The development of adequate on-board energy storage is a major economic and technological barrier to the introduction of hydrogen vehicles on our roads. For the storage of sufficient amount of hydrogen on-board such vehicles, solid materials such as metal hydrides (MH), activated carbon (AC), metal oxide frameworks (MOF) and other media are being explored as options of storing . Sorption of hydrogen in these materials is an exothermic process while desorption is endothermic.. It therefore means that the development of efficient hydrogen reservoirs based on solid-gas interactions will require a thorough understanding of the heat and mass transfer processes in those storing materials in order to achieve, in the reservoirs, rates of filling and release of hydrogen as close as possible from the intrinsic kinetics of those materials. Moreover, the cost of construction of a reservoir of almost any size and capacity precludes building many reservoirs in order to find the optimal configuration of the storing beds and heat exchanging elements. Therefore, the only practical way of studying these kinds of hydrogen storing systems is through computer simulation.

Membre de l'Institut de recherche sur l'hydrogène