Brevet FR2300979A1 — publié le 19760910

L'invention appartient au domaine de la production et de la transformation de l'énergie. Le dispositif objet de l'invention réalise la captation de 1énergie thermique ambiante et sa transformation en énergie utilisable. Ce dispositif (fig.1) comporte une pile à combustible (1), un thermolyseur (2) et une thermopompe (3). La pile à combustible reçoit les réactifs chimiques A et B, fournit une quantité d'énergie électrique W1 et une quantité d'énergie thermique Q1 due aux pertes diverses dans la pile et rejette le produit de réaction C. Le produit C est traité par le thermolyseur où il est dissocié sous l'action de la chaleur pour régénérer les réactifs A et B. Cette dissociation consomme une quantité d'énergie thermique Q2. Cette quantité d'énergie thermique Q2 est fournie par la thermopompe. Celle-ci reçoit de la pile à combustible les quantités d'anergie électrique V3 (qui assure son fonctionnement) et thermique Q1 et du milieu extérieur, la quantité d'énergie ther attique Q3. Le rendement thermodynamique d'une thermopompe étant supérieur à t, il en résulte que W3 est inférieur à W1 et quil reste donc une quantité d'énergie électrique W2 disponible pouvant entre utilisée dans un circuit extérieur (où elle se transformera, à terme, en une quantité de chaleur gale à y3), Un certain nombre de dispositions sont susceptibles dtamPlio- rer sensiblement le rendement de la thermopompe. Il y a, tout d'abord, avantage à ce que le thermolyseur utilise un processus catalytique pour la dissociation du produit C et la régénération des réactifs A et B, processus s'effectuant a' des températures aussi basses que possible. Si ce processus utilise plusieurs réactions chimiques s'effectuant à à des températures différentes, il convient que la thermopompe possède plusieurs sources chaudes à la température de chaque réaction. Il est d'autre part, souhaitable que la pile à combustible fonctionne à une température aussi élevée que possible. On peut meme envisager de choisir cette température supérieure à la température la plus élevee du processus de thermolyse. Dans ce cas, la quantité de chaleur Q1 peut être directement fournie au thermolyseur par la pile à combustible et utilisée pour les reactions du processus de thermolyse s'effectuant aux températures les plus élevées, la quantité de chaleur Q2 étant utilisée pour les autres. Dans une réalisation de l'invention, le corps A est de l'hydrogene et le corps B, de lXoxygène. Le produit de reaction U est alors de l'eau. La pile à combustible est du type à électrolyte solide superconducteur (zircone stabilisée par la chaux) et fonctionne en phase gazeuse à une température de 900à 1000 OC. Le thermolyseur utilise un des trente cycles connus de décomposition catalytique de l'eau à cette température. Dans une version (fig.2) de cette réalisation, l'énergie produite par le dispositif l'est sous forme d'hydrogène. Toute l'énergie électrique W1 produite par la pile à combustible est utilisée par la thermopompe et une partie de l'hydrogène et de ltoxygène produits par le thermolyseur est fournie au circuit extérieur avec consommation d'eau provenant du milieu extérieur. Un échangeur (4) assure le refroidissement de l'hydrogène et de l'oxygène fournis par réchauffement de l'eau consommée. Revendications - 1 - Dispositif de captation de l'énergie thermique ambiante réalisant la transformation de cette énergie en une forme utilisable caractérisé par l fait qu'il comporte une pile à combustiblw produisant de l'énergie électrique à partir de réactifs chimiques, un thermolyseur décomposant sous l'action de la chaleur les produits de réaction issus de la pile à combustible et régénérant les réactifs initiaux et une thermopompe actionnée par une fraction de l'énergie produite par la pile à combustible et fournissant au thermolyseur lténergie thermique nécessaire à son fonctionnement. - 2 - Dispositif de captation de l'énergie thermique ambiante selon la revendication 1 dans lequel le thermolyseur utilise un processus catalytique s'effectuant à des températures inférieures aux températures de dissociation spontanée des produits traités caractérisé par le fait que la pile à combustible fonotionne à une température supérieure à la plus élevée des températures de fonctionnement du thermolyseur. - 3 - Dispositif de captation de l'énergie thermique ambiante selon les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que la chaleur due aux pertes internes dégagée par la pile à combustible est directement utilisée par le thermolyseur. - 4 - Dispositif de captation de l'énergie thermique ambiante selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé par le fait que la chaleur fournie par la thermopompe est utilisée, dans le thermolyseur, par les réactions s'effectuant aux températurcs les plus basses, et celle fournie par la pile à combustible, par les réactions s'effectuant aux températures les plus élevées. - ) - dispositif de captation de l'énergie thermique ambiante selon la revendication 1 caractérisé par l'utilisation, comme réactifs chimiques, dthy- drorène et d'oxygène, le produit de réaction étant alors de l'eau. - - Dispositif de captation de l'énergie thermique ambiante selon les revendications 1 et 5 caractérisé par le fait qu'une fraction de l'hydrogène fabriqué par le thermolyseur est fourni au circuit extérieur de consommation.