Piles combustibles : le saviez-vous ?

La pile à combustible est un concepteur qui transforme l’énergie d’un combustible en électricité par contrerévolution électrochimique. Les combustibles les plus usés sont le gaz naturel et l’hydrogène.

C’est quoi une pile à combustible ?

Les piles à combustible convertissent l’énergie chimique de combustion directement en électricité, chaleur et eau. Le cœur d’une pompe à chaleur est composé de trois éléments dont deux électrodes : une anode oxydante (émetteur d’électrons) et une cathode réductrice (collecteur de courant) séparées par un électrolyte. Les électrolytes ont la propriété de conduire les molécules ionisées directement d’une électrode à l’autre et de bloquer les électrons en les forçant à travers le circuit externe de la batterie, où leur force électromotrice peut être exploitée. La pompe à chaleur est alimentée par injection continue de carburant à l’anode, généralement de l’hydrogène, et à la cathode, généralement de l’oxygène (oxygène dans le langage courant) de l’air ou de l’air lui-même. Une énergie électrique continue est alors disponible aux bornes de la batterie. En termes simples, les piles à combustible qui usent habituellement de l’hydrogène ou du carburant hydrogéné sont nommées « piles à hydrogène ».

Combien de temps dure-t-elle ?

La durée de vie de la batterie la durée pendant laquelle une batterie peut fonctionner sans dégrader ses performances est une statistique importante pour une utilisation industrielle. Cette durée varie considérablement selon le type de batterie et l’utilisation. Pour les batteries à usage stationnaire, la moyenne actuelle se situe entre 30 000 et 40 000 heures. Pour les batteries utilisées dans les véhicules, les constructeurs obtiennent en pratique environ 5 000 heures d’autonomie. Il convient également de noter que la pile à combustible est très silencieuse, émettant environ 40 à 50 décibels à 1 mètre, ce qui est inférieur aux niveaux sonores normaux d’une conversation.

Problème énergétique

Pendant des décennies, les pompes à chaleur ont souvent été utilisées comme solution pour produire de l’électricité. Les pompes à chaleur sont à haut rendement, silencieuses, modulaires, n’ont pas de pièces mobiles, couvrent une large gamme de températures et d’applications et présentent des avantages importants qui doivent être ajoutés à l’environnement car elles ne produisent que de la chaleur et de l’eau. Mais c’est oublier que 95% de l’hydrogène utilisé dans les pompes à chaleur aujourd’hui provient du reformage d’énergies fossiles et émet beaucoup de gaz carbonique. La production « propre ou décarbonée » d’hydrogène est donc un facteur exogène majeur régulant le développement à grande échelle des piles à combustible. Au-delà, il reste une barrière endogène fondamentale, à savoir le coût de la technologie actuelle des piles à combustible. Les membranes contiennent des composants fluorés relativement coûteux. Il en va de même pour le platine sur les électrodes. A terme, des progrès significatifs dans la maîtrise du coût des matériaux du cœur de la pile à combustible sont indispensables pour que les pompes à chaleur constituent immanquablement une solution compétitive de production d’électricité future pérenne.