Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 15, Numéro 3, mars 1980
Page(s) 513 - 528
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:01980001503051300
Rev. Phys. Appl. (Paris) 15, 513-528 (1980)
DOI: 10.1051/rphysap:01980001503051300

Possibilités de stockage de l'énergie solaire à partir de sulfates

M. Ducarroir1, M. Tmar2 et C. Bernard2

1  Laboratoire des Ultra-Réfractaires du C.N.R.S., BP 5 Odeillo, 66120 Font-Romeu, France
2  Laboratoire de Thermodynamique et Physicochimie métallurgiques BP 44, Domaine Universitaire, 38401 Saint Martin d'Hères, France


Abstract
According to some authors the sulfates may be used either in thermochemical cycles and hybrid cycles for the decomposition of water or in cycles for the thermal energy storage by reversible chemical reactions. In the present work the authors examine the possibilities of the sulfates of Mg, Al, Fe, Co, Ni, Cu, Zn by the thermodynamic determination of the equilibrium composition in the complex systems M-O-S and M-O-S-H in function of several parameters. In all the cases, the mixtures SO2-H2O does not lead to an important hydrogen production when acting on the oxydes. The thermodynamic study of the decomposition, the determination of the storage efficiency and the storage capacity show that the best candidate, among a priori selected one is magnesium sulfate. But alumina, cobalt and nickel sulfates can be also envisaged.


Résumé
D'après plusieurs auteurs les sulfates peuvent être à la base de cycles hybrides de décomposition de l'eau, de cycles thermochimiques purs ou bien constituer des cycles de stockage d'énergie thermique par réactions réversibles. Par l'étude thermodynamique des systèmes complexes M-O-S et M-O-S-H le présent travail examine les possibilités qu'offrent les sulfates de Mg, Al, Fe, Co, Ni, Cu, Zn. Les compositions à l'équilibre déterminées par minimisation de l'enthalpie libre des systèmes sont présentées sous forme de graphes et de tableaux en fonction de divers paramètres. Dans tous les cas l'action de mélanges SO2-H2O sur les oxydes ne conduit jamais à une libération notable d'hydrogène. L'étude des systèmes M-O-S, l'approche du rendement de stockage et de la capacité de stockage permettent de retenir, comme le plus favorable, le sulfate de magnésium. Mais les sulfates d'aluminium, de cobalt ou de nickel pourront également être envisagés.

PACS
8230L - Decomposition reactions pyrolysis, dissociation, and group ejection.
8630Q - Chemical energy conversion.
8640F - Storage in thermal energy.
8640K - Hydrogen storage and technology.

Key words
energy storage -- hydrogen -- solar energy conversion -- thermochemistry -- thermodynamic properties -- solar energy storage -- thermal energy storage -- storage efficiency -- storage capacity -- MgSO sub 4 -- Fe sub 2 SO sub 4 sub 3 -- CoSO sub 4 -- NiSO sub 4 -- thermochemical H sub 2 production -- ZnSO sub 4 -- Al sub 2 SO sub 4 sub 3 CuSO sub 4 -- thermal decomposition -- thermochemistry