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Lhydrogène garde un avantage en autonomie sur la batterie, en effet un



Rithal Rithal
01/04/2021 10:01:16
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Poids système à hydrogène

« Dans la Mirai, les réservoirs remplis pèsent environ 100 kg, la pile à combustible, autour de 50 kg, la batterie, 44,6 kg, le convertisseur de puissance de la pile, 25,5 kg «, les réservoirs contiennent 5 kg H2 qui pourraient produire au maximum 31,9kWh dans une pile, mais qui pratiquement produisent net de la consommation électrique des moteurs des auxiliaires : pompe à hydrogène et compresseur d’air, que 41% de l’energie théorique soit 13 kWh par kg H2.

Donc un poids du système a H2 embarqué de : 100+50+46,6+25,5= 222kg pour 5*13=65kWh de courant continu.

Soit 341 Wh / kg.


La batterie de 85kWh de la Tesla s comprenant 4416 cellules 21/70 de 4,8Ah, 17,3Wh et 70 grammes, pèse 478 kg soit 177Wh par kg, c’est la moitié de la densité d’energie du système à H2. A poids égal de système de production d’electricite l’autonomie du véhicule à H2 est double de celle du véhicule électrique /

Mais contrairement au système à hydrogène qui plafonne en densité massique d’H2 des réservoirs, en poids et en rendement des piles à combustible, les piles progressent depuis l’invention en 1990 de la batterie lithium ion.


Les piles lithium ont une marge de progression car pour l’instant la proportion en masse de l’élément qui porte l’energie, le lithium est faible, ainsi à la cathode

LiCoO2, le cobalt et l’oxygène pèsent 59+2*16=91 gramme et le lithium 7 gr, et en plus seule la moitié du lithium intervient dans la réaction soit une proportion de 3,6%.

A l’anode c’est guère mieux, LiC6 le lithium est dissout à 8,8% dans du graphite.

Rien que le poids de ces espèces qui n’interviennent pas dans la réaction est 27 celui du lithium qui porte l’energie pour la cathode et 11 fois celui du lithium pour l’anode, en tout 38 fois le poids du lithium, ce qui limite la capacité à 13,8 /27 =511Wh par kg. Et il y a en plus le poids de l’électrolyte, des membranes, de l’enveloppe, du cuivre des connections.


Pour la cathode le nitrure de bore , LiBN2 qui passe à Li3BN2 donc 14 gr de lithium actif pour 60 gramme , 23,3% , 6,5 fois mieux que le LiCoO2, donc 13,8*23,3%= 3,2 kWh /kg contre 524Wh /kg pour le cobalt .



  
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