Quasiturbine Pneumatique et Pile à Combustible à Hydrogène :
Un Mariage Parfait (à l'aide d'azote liquide) !

Solution à la récupération de chaleur des piles à combustible à hydrogène

CONCEPT THERMO-PNEUMATIQUE À L'AZOTE

L'azote liquide est en quelque sorte un rejet de la distillation de l'oxygène liquide, et est conséquemment relativement bon marché.
Pour éviter de consommer de l'énergie dans la chaleur latente haute température (comme l'évaporation de l'eau par exemple),
et mieux investir cette énergie dans une extrême surchauffe qui accroît l'efficacité thermodynamique du cycle,
nous proposons un cycle thermo-pneumatique ouvert, faisant usage d'un évaporateur d'azote
pouvant être la Quasiturbine elle-même (qui devient alors un "flash steam generator"),
voir http://quasiturbine.promci.qc.ca/FQTVapeur.html
suivi ou non d'un surchauffeur (ou surchauffe de la Quasiturbine elle-même).

Comme les piles à combustible à l'hydrogène rejettent jusqu'à 50% de leur énergie sous forme de chaleur
et qu'elles ont besoin d'un excellent refroidissement pour opérer,
pourquoi pas les refroidir avec de l'azote liquide dont la vaporisation sous enceinte scellée
permet de générer du gaz sous pression directement utilisable dans une Quasiturbine pneumatique.
Voilà un mariage parfait de 2 technologies complémentaires !
Ultérieurement, la Quasiturbine Stirling pourra également venir assister une récupération additionnelle.

Le monde des énergies nouvelles et écologiques considère souvent des solutions 2 ordres de grandeurs inférieures au pétrole.
Assumant qu'une source de chaleur à température ambiante est toujours disponible sans frais,
un litre d'azote liquide contient seulement de 10 à 15 fois moins d'énergie mécanique qu'un litre d'essence, et cela ne pollue pas !
[Specific energy greater than 110 W-h/kg-LN2 (90 W-h/l-LN2 or 400 kJ/kg-LN2)
without relying on isothermal expanders (which double the energy output).
Gasoline mechanical energy is around 1 third (18% in transportation) of 9600 W-h/liter.
Best lead battries have ~30 W-h/liter-lead]
(l'azote liquide est de l'énergie mécanique pure, tandis que l'essence est 1/3 mécanique, 2/3 thermique).
Ce cycle haute performance est particulièrement simple à construire, non polluant, 
et nous paraît particulièrement bien indiqué pour les unités portatives.
Il se prête aussi merveilleusement bien aux sources de chaleur pure, comme les stations de conversion d'énergie solaire.
Ce concept permet aussi de concevoir un cycle de fonctionnement dans lequel la quantité de chaleur donnée à l'azote liquide
soit telle que la température des échappements après détente dans le moteur soit égale à la température ambiante !
(Voir aussi le CRYOCAR à pollution zéro utilisant l'azote liquide, de l'Université de l'état de Washington :
http://www.aa.washington.edu/AERP/CRYOCAR/HomePage/Index.htm )

Comme le rendement croît rapidement avec la surchauffe, nous proposons d'utiliser en plus 
un petit brûleur au propane par exemple, pour surchauffer l'azote gazeux (et par conséquent la Quasiturbine elle-même), 
de sorte que les températures d'échappements après le refroidissement adiabatique soient de l'ordre de 100 degrés Celsius ou plus. 
Ce régime permet plusieurs avantages :
- Accroît le rendement de 50% ou plus.
- Bien que les échappements d'azote soit sans humidité pour le premier étage d'échangeur de l'évaporateur,
la condensation de l'humidité pose problème dans les étages subséquents si réchauffés à l'air ambiant,
ce que l'usage d'un brûleur supprime complètement.
- Remarquer que l'énergie du brûleur se retrouve dans les échappements chauds d'azote,
et que cette énergie est récupérée par la vaporisation de l'azote liquide, l'apport net est donc transitoire et minime en continu.
- Le brûleur est de toutes façons requis abord des véhicules en région nordique pour réchauffer l'habitacle!

Quasiturbine Pneumatique
Voir : http://quasiturbine.promci.qc.ca/FQTPneumatique.html

Quasiturbine Stirling
Voir : http://quasiturbine.promci.qc.ca/FQTStirling.html

Quasiturbine Pneumatique Inc., Agence promotionnelle pour Quasiturbine Rotative Motorisée par Combustion Continue ou Compresseur
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