Les piles à combustible peuvent apporter la réponse zéro pollution et à haut rendement à une grande partie de nos dilemmes de pollution atmosphérique et de réchauffement planétaire.
Une pile à combustible est un dispositif de production d’énergie électrochimique qui combine l’hydrogène, l’oxygène de l’air, pour produire de l’électricité, l’eau et la chaleur étant les seuls sous-produits.
Réservoirs de carburant offrent une variété d’avantages par rapport à la production d’électricité traditionnelle – ils sont plus économes en carburant, fonctionnent avec très peu de bruit et ne produisent aucune émission nocive au point d’utilisation.
Les piles à combustible et les batteries sont similaires car elles produisent toutes deux de l’électricité. Mais une batterie stocke de l’énergie dans ses électrodes, tandis qu’une pile à combustible utilise un carburant externe tel que l’hydrogène lui permettant de continuer à fonctionner tant que du carburant est disponible. Contrairement aux batteries conventionnelles, cependant, les piles à combustible ne contiennent pas de matériaux nocifs, ni de pièces mobiles, minimisant ainsi les besoins d’entretien.
Les piles à combustible présentent un certain nombre d’avantages supplémentaires, notamment:
- Haute efficacité
- Ravitaillement rapide
- Fonctionnement silencieux
- Faible vibration
- Format compact
- Réponse rapide aux changements de la demande électrique
- Faibles coûts de maintenance
- Longues durées de vie
- Flexibilité d’installation et de fonctionnement
- Des portées plus longues, de plus en plus importantes pour les véhicules plus gros et plus lourds.
Toutes les piles à combustible ont une configuration similaire, un électrolyte et deux électrodes, mais il existe différents types de piles à combustible en fonction principalement de l’électrolyte qu’elles utilisent. Il existe six principaux types de piles à combustible – PEM (membrane échangeuse de protons), DMFC (pile à combustible au méthanol direct), MCFC (pile à combustible à carbonate de molton), PAFC (pile à combustible à acide phosphorique), SOFC (pile à combustible à oxyde solide) et AFC ( pile à combustible alcaline). La technologie dominante est la pile à combustible à membrane échangeuse de protons en raison de sa polyvalence, de sa durabilité et de son utilisation pour une gamme d’applications.
Un «empilement» de piles à combustible est constitué de piles à combustible uniques superposées. Selon l’application, la pile à combustible peut contenir des centaines de cellules individuelles superposées – cette évolutivité permet aux piles à combustible d’être configurées dans un large éventail de tailles pour s’adapter à la quantité d’énergie requise souhaitée, qu’il s’agisse d’un train, d’un drone, d’un bâtiment. ou en voiture. L’électricité produite par une pile à combustible alimente ensuite un moteur de traction pour entraîner les roues d’un véhicule, ou tout autre appareil que vous alimentez.
De nombreux gouvernements du monde entier établissent des mandats et des échéanciers pour l’adoption de solutions de transport électrique zéro émission. Alors que la préférence des consommateurs déterminera si l’option est la batterie ou les piles à combustible, beaucoup considèrent les piles à combustible comme la technologie de choix pour ceux qui souhaitent une autonomie plus longue, tandis que les véhicules électriques à batterie seront idéaux comme citadines. Les piles à combustible à hydrogène sont considérées comme le choix le plus efficace pour les véhicules plus lourds tels que les autobus ou les camions de transport en commun, en raison des contraintes de poids et d’autonomie des options à batterie seule.
Comment fonctionne une pile à combustible?
Une seule pile à combustible est constituée d’un électrolyte pris en sandwich entre deux électrodes. L’oxygène de l’air passe sur une électrode et l’hydrogène sur l’autre, produisant de l’électricité, de l’eau et de la chaleur. Les plaques bipolaires de chaque côté de la cellule aident à distribuer les gaz et à collecter le courant électrique.
Au niveau de l’anode, l’hydrogène est séparé en ions et électrons à l’aide de platine ou d’un catalyseur similaire. Les électrons voyagent à travers un circuit externe, générant la quantité d’énergie requise, tandis que les ions traversent l’électrolyte jusqu’à la cathode où, à l’aide d’un autre catalyseur, ils se joignent aux atomes d’oxygène pour produire de l’eau.