production de gaz combustible

[quentief]

Bonjour,

je cherche un composé, qui soit suffisamment simple pour pouvoir être synthétisé par un amateur et qui soit en mesure de réagir avec l'eau en produisant un gaz combustible. Il s'agit d'un projet afin d'alimenter une maquette de voiture à vapeur.

J'ai entendu parler du carbure de calcium, mais je préfère l'éviter car l'instabilité de l'acétylène lorsqu'il est sous pression m'inquiète un peu.
J'ai également entendu parler du carbure d'aluminium qui lui produit du méthane, qu'en pensez vous ?

Bien sur si vous avez de meilleures idées que moi, je vous écouterai avec grand plaisir

[darrigan]

Bonjour,

Dans les gaz combustibles, il y a aussi l'hydrogène , que l'on peut produire par action de l'eau sur diverses substances de laboratoire (métaux alcalins, hydrures de métaux alcalins) mais 1) tu auras du mal à obtenir ces substances ; 2) l'hydrogène est trop inflammable (explosif) pour que ce soit sécuritaire dans ton applications. Donc, oublie l'hydrogène.

Le carbure de calcium est bien facile à acheter et il a été très longtemps utilisé par les mineurs et spéléologues dans des petites lampes à carbure. A mon avis, pour obtenir un gaz inflammable par action de l'eau sur une substance, c'est la plus simple des solutions. L'acétylène est instable, mais ton but est-il de produire du gaz dans une cartouche, puis de l'utiliser ? Ou de faire la combustion d'un gaz produit in situ (pas de réservoir sous pression) ? Et puis quelle quantité de gaz inflammable as-tu besoin de produire ? Tu peux calculer le volume de gaz dégagé par gramme de carbure de calcium.
Le problème du carbure de calcium est que, souvent, il n'est pas très pur, et sa réaction avec l'eau dégage des gaz à odeur désagréable…

Je ne connais pas le carbure d'aluminium.

[quentief]

En fait il s'agit effectivement d'alimenter un moteur à vapeur (donc chauffer de l'eau avec le gaz combustible) mais j'aimerais pouvoir jouer sur la pression : c'est à dire pouvoir accumuler le gaz sous pression dans une bonbonne avant de l'utiliser .
En fait, la voiture comporte un système de freinage régénératif qui électrolyse de l'eau pour récupérer de l'énergie . Le but : récupérer l'hydrogène et le stocker sous pression avec le combustible afin d'économiser le carburant primaire. C'est pour cela que je préférais éviter le carbure de calcium.
Concernant le carbure de calcium : http://en.wikipedia.org/wiki/Aluminium_carbide , lui se décompose dans l'eau en produisant du méthane, mais je ne sais absolument rien concernant la cinétique de la réaction (si c'est une transformation rapide ou au contraire très lente à température ambiante).
Les métaux alcalin, le pense pouvoir fabriquer du sodium par électrolyse de NaOH fondu.

[darrigan]

Et des petites cartouches de gaz propane ou butane, ou bien le gaz d'un briquet, cela ne conviendrait pas ?
Parce que si tu dois gérer la fabrication du gaz, ou même du sodium qui servirait à fabriquer l'hydrogène, cela devient compliqué…

[quentief]

c'est tentant, mais non je tiens personnellement à produire moi même le combustible .

Après si vous avez un bon moyen de produire et de stocker du gaz propane ou du butane dans mon garage, je veux bien ^^ mais bon je vous préviens je suis un modeste bricoleur, je ne pense pas avoir les compétence d'assembler moi même un réacteur Fischer-Tropsch

Non plus sérieusement, c'est un mini projet que je me suis lancé, j'ai déjà essayé la piste de l'éthanol maison à partir de sucre, c'était pas mal. Là je voudrais m'attaquer à quelque chose de différent et j'avoue que j'aimerais bien utiliser une de toutes ces diverses réactions qui produise du gaz combustible à partir d'eau . Les métaux alcalins par exemple, ils produisent de l'eau et de la chaleur, croyez vous qu'il serait possible de contrôler la réaction en ajoutant l'eau goutte par goutte afin d'exploiter l'hydrogène et la chaleur produite ?

[ecolami]

Bonsoir,
La réaction C2Ca avec l'eau est rapide et régulière. Il ne faut pas mettre l'Acétylène sous pression c'est dangereux: les bouteilles d'Acétylène le contiennent toujours dissous sous pression dans un solvant. La combustion de ce gaz se fait souvent avec beaucoup de fumée en l'absence d'oxygène pur.

[alexchimiste]

De mémoire l'acétylène est transporté et utilisé dissout dans de l'acétone dans des bouteilles de gaz remplies d'un matériau poreux. En effet il me semble me souvenir que l'acétylène liquide est instable, d'ou le pourquoi il est dissout dans de l'acétone. Toutefois, au cours de l'utilisation, la libération de l'acétylène est endothermique (si je me rappelle bien), et on ne peut se servir d'une bouteille de gaz qu'au cours d'un certain laps de temps qu'il faut calculer.

[darrigan]

Les métaux alcalins par exemple, ils produisent de l'eau et de la chaleur, croyez vous qu'il serait possible de contrôler la réaction en ajoutant l'eau goutte par goutte afin d'exploiter l'hydrogène et la chaleur produite ?

Que ce soit un métal alcalin, ou du carbure de calcium, oui bien sûr, tu peux réguler la production de gaz en régulant l'arrivée d'eau. Si tu sais écrire les équations de réaction, et calculer le volume de gaz combustible nécessaire, tu peux en déduire le débit d'eau.

Quand je disais "cartouches de butane ou propane", je pensais aux cartouches de camping-gaz. Mais là j'ai un doute : c'est pour une maquette tu as dit ? Une petite maquette, genre modèle réduit ? Ou une maquette à l'échelle 1:1 ?

[quentief]

non non il s'agit bien d'une petite voiture taille très réduite, une maquette quoi ^^
mais encore une fois j’insiste sur le point qu'il faut que je produise moi même le carburant : donc pas de propane ou de butane , c'est trop facile sinon
sinon pour le carbure de calcium, est ce qu'il existe un moyen de transformer l'acétylène à l'aide d'un catalyseur peut être en quelque chose de plus stable ? Sinon tant pis, autant que je cherche autre chose, au risque de paraître un peu trop pointilleux : je trouve que l'acétylène est trop dangereux pour être utilisé .

[quentief]

sinon personne d'autre que moi n'a entendu parler du carbure d'aluminium ?
après peut être connaissez vous d'autre réactions pour produire du méthane (excepté le compostage bien sur )

[darrigan]

Il existe une méthode, mais c'est une réaction qui demande à chauffer un mélange… mais pour cela il faut une source de chaleur Donc inutile pour toi.

Et sinon, pas d'autres idées.

[quentief]

Je suis tout de même curieux de savoir de quoi tu parles, pourrais tu m'en parlais s'il te plait ? Cela m'intéresse

[ecolami]

Bonsoir,
J'avais lu, aussi, que le carbure d'aluminium faisait du méthane avec l'eau. Quand j'en ai trouvé lors d'un tri de produits chimiques j'ai fait un test et il ne s'est pas passé grand chose! Alors qu'avec le Carbure de Calcium le résultat est garanti.

[brusicor02]

Bonsoir,

Darrigan fait sans doute référence à la fabrication de méthane avec l'acétate de sodium et de chaux sodée. Seulement lue, jamais testée personnellement.

[darrigan]

Presque RuBisCO avec NaOH et l'acétate de sodium, chauffés ensemble :

$$ NaOH(s) + CH_3COONa(s) \rightarrow CH_4(g) + Na_2CO_3(s) $$

Ceci est tiré de l'excellent site : http://mattson.creighton.edu/AllGases.html

[brusicor02]

J'avais vu cette méthode dans un des vieux manuels de chimie.
De mémoire, l'utilisation de chaux sodée était juste recommandée car la chaux compensait l'hygroscopicité de l'hydroxyde de sodium.

[ExpertAs]

Bonjour,

Le méthane peut également se préparer par l'hydrolyse (à chaud plus rapidement) du carbure d'aluminium Al4C3. Le carbure d'aluminium peut être préparer à partir de ses éléments à haute température.

[brusicor02]

Bonjour,

Tu as déjà manipulé le carbure d'aluminium ExpertAs ? Ecolami rapportait un essai plutôt "décevant".
Maurice avait parlé du carbure d'aluminium sur l'ancien forum, peut-être a-t-il un autre éclairage à apporter sur le sujet.

[Maurice]

Le carbure d'aluminium n'est pas un produit commercial. Il faut le préparer soi-même en chauffant un mélange de poudre d'aluminium et de charbon à l'abri de l'air jusqu'au point de fusion de l'aluminium (660°C). Pas facile à faire.

Le méthane peut aussi être préparé par calcination du mélange bien broyé NaOH + CH3COONa, en tube à essais. Il se produit la réaction NaOH + CH3COONa --> CH4 + Na2CO3. Cependant, ce n'est pas très facile à produire en pratique. Quand on chauffe un tel mélange, il y a le risque que NaOH fonde et attaque le tube de verre dans lequel on effectue cette réaction. Pour l'éviter, on remplace la soude NaOH par de la chaux sodée, qui est un mélange intime de CaO + NaOH. Dans ce cas, le verre n'est pas attaqué. Mais l'expérience montre qu'il se dégage beaucoup de vapeur d'eau. Dont l'origine me parait peu claire, car j'avais pris de l'acétate anhydre. Pour capter cette vapeur, j'ai dû mettre une bonne couche de CaCl2 anhydre dans le tube mi-plein, et par-dessus le mélange acétate + chaux sodée. Et enfin, j'ai trouvé qu'il faut chauffer bien longtemps au bec Bunsen, avant que le dégagement de méthane se forme. Il m'a toujours semblé que, sans avoir fait de mesures, le rendement n'était pas fameux.

[ExpertAs]

Bonjour,

Non j'en ai jamais manipulé. J'ai seulement lu dans un livre qu'on peut obtenir du méthane par son hydrolyse, plus rapide à chaud. En ce qui concerne la préparation d'un gaz combustible (pas forcément le méthane), pourquoi ne pas utiliser les hydrures métalliques (notamment celui du calcium, je pense disponible sur le commerce)?

[darrigan]

Une autre piste, mais alors il faut une source de courant : faire une électrolyse de Kolbe, à partir d'un acide carboxylique (ou plutôt d'un carboxylate, donc en milieu basique).

Par exemple avec l'acide acétique, on obtient de l'éthane (et du $ CO_2 $) (je vous fait grâce de l'équilibre des charges) :

$ 2\; CH_3COO^-(aq) \mathop{\longrightarrow}^{électrolyse}_{NaOH} CH_3CH_3 (g) + 2\; CO_2(g) $

[quentief]

Je tiens à tous vous remercier de vos réponses, vous m'avez appris énormément de choses :

j'ignorais que l'on pouvais produire du méthane par cette autre réaction avec de l'acétate de sodium et de la soude
et je n'avais jamais entendu parlé de l'électrolyse de Kolbe.

Mais bon cela ne convient pas vraiment à ce dont je recherche . J'ai donc pensé à autre chose :si je reviens sur du carbure de calcium : serait il possible de récupérer la chaleur de la combustion de l’acétylène qu'il produira (ou mieux : brûler directement le carbure de calcium) afin de l'utiliser dans un cycle thermochimique pour obtenir du dihydrogène ? Lequel serait stocké sans risque sous pression.

[darrigan]

Mais bon cela ne convient pas vraiment à ce dont je recherche . J'ai donc pensé à autre chose :si je reviens sur du carbure de calcium : serait il possible de récupérer la chaleur de la combustion de l’acétylène qu'il produira (ou mieux : brûler directement le carbure de calcium) afin de l'utiliser dans un cycle thermochimique pour obtenir du dihydrogène ? Lequel serait stocké sans risque sous pression.

Alors là… tu inventes une véritable usine à gaz ! Avec pas mal de pertes thermique (mauvais rendement), de l'étanchéité à assurer…

[alexchimiste]

sinon pour le carbure de calcium, est ce qu'il existe un moyen de transformer l'acétylène à l'aide d'un catalyseur peut être en quelque chose de plus stable ? Sinon tant pis, autant que je cherche autre chose, au risque de paraître un peu trop pointilleux : je trouve que l'acétylène est trop dangereux pour être utilisé .

Tu sais, nous sommes tous chimistes, si on te dit que l'acétylène peut être utilisé sans crainte particulière, tu peux nous croire... L'acétylène n'est pas du tout instable, et honnêtement je préfèrerai travailler avec de l'acétylène plutôt qu'avec de l'hydrogène vois-tu... Quelles sont les raisons de tes craintes sur ce gaz?

[alexchimiste]

J'ai donc pensé à autre chose :si je reviens sur du carbure de calcium : serait il possible de récupérer la chaleur de la combustion de l’acétylène qu'il produira (ou mieux : brûler directement le carbure de calcium) afin de l'utiliser dans un cycle thermochimique pour obtenir du dihydrogène ? Lequel serait stocké sans risque sous pression.

Pressuriser de l'hydrogène demande des installations qui ne sont pas du tout à ta portée... Et je ne vois pas l'intérêt de brûler du carbure de calcium, autant cramer du charbon, ça sera plus efficace. Tu te compliques la vie !