Bien que l’hydrogène en soit à ses balbutiements en tant que source de carburant, son avenir est incroyablement prometteur. La technologie derrière les piles à combustible à hydrogène s’améliore quotidiennement et sa viabilité en remplacement du moteur à combustion interne semble probable. L’hydrogène est déjà utilisé dans des véhicules spécialisés tels que les chariots élévateurs et les autobus, et ce n’est qu’une question de temps avant que l’infrastructure ne soit en place pour desservir le marché automobile grand public. Pourquoi les piles à combustible à hydrogène ont-elles un tel attrait? Parce que leurs seuls sous-produits sont la chaleur et la vapeur d’eau, ce qui fait des piles à combustible à hydrogène une technologie de locomotive vraiment zéro émission.

Qu’est-ce qu’une pile à combustible ?

Une pile à combustible est un dispositif qui génère de l’énergie électrique par réaction chimique en convertissant un combustible (hydrogène) en électricité. Bien que les piles à combustible et les batteries soient toutes deux considérées comme des piles électrochimiques et aient une structure similaire, les piles à combustible nécessitent une source continue de carburant et d’oxygène pour fonctionner; semblable à la façon dont un moteur à combustion interne a besoin d’un flux continu d’essence ou de diesel.

Comment ça marche ?

Une pile à combustible a besoin de trois composants principaux pour créer la réaction chimique: une anode, une cathode et un électrolyte. Tout d’abord, un combustible hydrogène est acheminé vers l’anode via des champs d’écoulement. Les atomes d’hydrogène s’ionisent (dépouillés d’électrons) et ne portent plus qu’une charge positive. Ensuite, l’oxygène pénètre dans la pile à combustible au niveau de la cathode, où il se combine avec les électrons revenant du circuit électrique et les atomes d’hydrogène ionisés. Ensuite, une fois que l’atome d’oxygène a capté les électrons, il traverse ensuite l’électrolyte pour se combiner avec l’ion hydrogène. La combinaison d’oxygène et d’hydrogène ionisé sert de base à la réaction chimique.

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Une membrane d’électrolyte polymère permet aux ions appropriés de passer entre l’anode et la cathode. Si l’électrolyte permettait à tous les électrons ou ions de passer librement, cela perturberait la réaction chimique. À la fin du processus, les atomes d’hydrogène chargés positivement réagissent avec l’oxygène pour former à la fois de l’eau et de la chaleur tout en créant une charge électrique.

Sur le marché des carburants, il existe de nombreuses applications différentes avec des exigences de puissance différentes. Afin de fournir une puissance suffisante, des piles à combustible individuelles peuvent être assemblées pour former un empilement. Une pile à combustible peut être dimensionnée pour la bonne quantité d’énergie pour l’application.

Où les piles à combustible sont-elles utilisées ?

Les piles à combustible sont utilisées dans les applications fixes et motrices pour: