Compresseur d'hydrogène

Une méthode éprouvée pour comprimer l'hydrogène consiste à utiliser des compresseurs à pistons alternatifs. Les compresseurs à pistons alternatifs sont couramment disponibles en version lubrifiée à l'huile ou non lubrifiée. Les compresseurs à membranes, non lubrifiés, sont préférés pour éviter la contamination par l'huile de l'hydrogène. Les compresseurs à pistons sont le standard pour atteindre des pressions élevées, lorsqu'un fort ratio de compression est nécessaire[1] - [2]. Le débit typique est de 300 Nm³ h⁻¹[2].

Les compresseurs à membranes sont dotés d'une triple membrane en acier inoxydable, qui permet de séparer l'hydrogène de l'huile de lubrification. La triple membrane est reliée à des goulets d'évacuation, ce qui permet de détecter la rupture d'une des membranes par la détection de fuites d'huile ou d'hydrogène[3].

Un compresseur électrochimique à plusieurs étages comprend une série d'assemblages membrane-électrode, similaires à ceux utilisés dans les piles à combustible à membrane échangeuse de protons. Ce type de compresseur ne comporte donc aucune pièce mobile et est compact. Le compresseur électrochimique fonctionne de manière similaire à une pile à combustible : une tension est appliquée à la membrane et le courant électrique résultant tire l'hydrogène à travers la membrane. Avec la compression électrochimique de l'hydrogène, une pression de 1 000 bar est atteinte, mais à un débit faible, de l'ordre de 1 Nm³ h⁻¹[2]. Un brevet est en instance revendiquant une efficacité exergétique de 70 à 80 % pour des pressions allant jusqu'à 700 bars[4].

Dans un compresseur à hydrures, les propriétés thermiques et de pression d'un hydrure sont utilisées pour absorber l'hydrogène gazeux à basse pression à des températures ambiantes puis libérer de l'hydrogène gazeux à haute pression à des températures plus élevées. Les pressions atteintes vont jusqu'à 700 bar en laboratoire, par des compressions étagées, à un débit faible, de l'ordre de 2 Nm³ h⁻¹[2] - [5]. L'avantage de ce type de compresseur est de pouvoir utiliser de la chaleur résiduelle à basse température.