Piles à combustible : c’est pour aujourd’hui ou pour demain ?

Bien que le principe des piles à combustible soit ancien (il date de 1939), il a néanmoins fallu attendre plusieurs années avant que ne soient développées des applications concrètes. Quels sont les avantages et innovations de cette technologie qui laissent penser qu’elle se démarquera dans les prochains jours ? Pour information, la pile à combustible est un générateur qui produit de l’énergie électrique par l’oxydation d’un combustible réducteur sur une électrode et la réduction d’un oxydant sur une autre électrode ; l’énergie produite est par la suite transformée en électricité grâce à un catalyseur.

Les avantages

Les piles à combustible présentent l’avantage majeur de disposer d’une meilleure autonomie et de stocker 3 fois plus d’énergie que les batteries lithium-ion ; de plus, elles ont une longue durée de vie, supportent de fortes variations de température et ne se déchargent pas lorsqu’elles ne sont pas utilisées.

Elles ont également de nombreuses vertus écologiques ; en effet, elles ne rejettent que de la vapeur d’eau (il n’y a donc pas d’émission de CO2) et ne produisent aucune nuisance sonore.

Grâce à leur légèreté, elles offrent un important gain de masse aux voitures qui en sont équipées, ce qui réduit de manière considérable la consommation de carburant.

Pourquoi leur utilisation n’est pas encore généralisée ?

Malgré tous leurs avantages, l’utilisation des piles à combustible n’est pas encore généralisée car les recherches avancent lentement et la viabilité industrielle est relativement faible par rapport à leur rendement.

Par ailleurs, elles nécessitent plusieurs étapes de fabrication et le prix du catalyseur est élevé (le platine est le catalyseur le plus utilisé et est une denrée rare ; à cause de cela, il représente environ 25% du coût de la pile).

Sans hydrogène, il ne peut y avoir d’oxydation ; malheureusement, ce gaz n’est présent que dans l’ammoniaque et l’eau, et est obtenu par le procédé d’électrolyse ou celui de décomposition d’hydrocarbures (cette technique est à la fois dangereuse et polluante).

Les applications

Ces générateurs d’énergie sont très utilisés pour l’alimentation des automobiles, des téléphones portables, des satellites et pour la production électrique stationnaire. Des constructeurs tels que General Motors, Mercedes, Hyundai, Honda, Ford et Daimier sont inspirés par les piles à hydrogène.

Il existe 3 types de piles à combustible :

  • les piles embarquées (elles sont destinées au transport) ;
  • les piles stationnaires (elles sont destinées à la production collective et la production individuelle) ;
  • les piles miniaturisées (elles sont destinées aux Smartphones).

En ce moment, des ingénieurs étudient l’idée selon laquelle il serait possible d’associer des batteries hybrides lithium-ion et des piles à hydrogène afin de faire voler des avions.

Les principales innovations

SiGNa Chemistry (une start-up américaine) propose depuis 2011 des chargeurs de Smartphones équipés de mini-piles à combustible qui ont la particularité de produire de l’électricité par ajout d’urine ou d’eau. Lesdits chargeurs présentent de nombreux avantages (possibilité de recharge rapide, faible poids de transport et importante maniabilité) et intéressent l’armée des USA.

De son côté, Panasonic développe des piles à combustible à micro-cogénération, et ce depuis 1999. Ces piles sont capables de produire de l’électricité grâce à la chaleur dégagée par le processus ; ainsi, toute l’énergie produite est par la suite entièrement consommée.

Hyundai commercialise depuis 2015 des voitures écologiques qui fonctionnent avec des piles à hydrogène.

https://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/pile-a-combustible

http://www.planete-energies.com/fr/medias/decryptages/les-differents-types-de-pile-combustible