Les piles à combustible ou PAC constituent une technologique qui répond aux besoins en source d’énergie durable dans le domaine de la mobilité. Elles se présentent comme des générateurs énergétiques combinant l’oxygène et un combustible spécifique pour la production d’électricité, de chaleur et d’eau. Grâce à leur configuration particulière, ces dispositifs apportent de nombreux avantages et s’apprêtent à plusieurs applications. Décryptage.
Le principe
Le fonctionnement des piles à combustible se base sur l’oxydoréduction, une réaction électrochimique. 3 éléments composent le cœur de chaque type existant. Vous pouvez distinguer 2 électrodes, une anode oxydante et une cathode. L’une émet des électrons tandis que l’autre en collecte. Elles sont complétées et séparées par un électrolyte. Celui-ci permet la transmission de molécules chargées d’ions d’une électrode à l’autre. Elle dispose aussi de la capacité de les bloquer pour faciliter leur transit par le circuit externe de chaque pile. Le tout permet l’utilisation de leur énergie électromotrice.
Les piles à combustible disposent aussi d’un réservoir. Il alimente en combustible les 2 électrodes. L’anode sert à oxyder le combustible choisi. La libération des électrons et leur passage par le circuit externe produisent un courant électrique continu. L’oxygène contenu par la cathode réagit au contact de ces électrons, générant de l’eau et de la chaleur. Il s’agit du phénomène de réduction. La réussite de la catalyse sera généralement conditionnée par la présente de fines couches de platine ou de nanomatériaux sur chaque électrode.
Il existe plusieurs types existants. La configuration choisie par chaque fabricant de piles à combustible varie en fonction des applications prévues pour celles-ci. Vous pouvez ainsi opter pour des piles PEM (membrane échangeuse de protons) utilisant de l’hydrogène comme combustible. Elles se présentent comme la technologie la plus appréciée. Cela en raison de sa durabilité et sa polyvalence. Toutefois, il est possible d’envisager l’usage de piles AFC (alcaline), SOFC (à oxyde solide), PAFC (à acide phosphorique), MCFC (à carbonate de molton) ou SMFC (au méthanol direct).
Les applications
Les domaines d’application de la pile à combustible sont très variés. Elle offre divers avantages tels que de longues durées de vie, une haute efficacité, un fonctionnement silencieux et de faibles vibrations. Puis, avec un format compact, ce type de dispositif propose une flexibilité d’installation intéressante. À cela s’ajoute une réponse rapide aux changements de la demande électrique. L’empilement de plusieurs de ces piles permet de s’adapter à une quantité d’énergie requise voulue. Cela évoque une véritable évolutivité, et ainsi diverses perspectives d’utilisations. Les piles à combustible peuvent par exemple servir de source d’énergie pour une voiture, un train, un navire ou un drone. Elles alimenteront leurs motorisations. Vous pouvez également les exploiter dans un bâtiment pour produire de l’électricité. Elles peuvent ainsi servir d’alimentation à des structures industrielles ou à des habitations. Ces piles sont également utilisées pour de la cogénération d’électricité et de chaleur. Cela leur permet d’équiper des engins plus complexes tels que les satellites et les sous-marins. Par ailleurs, elles s’apprêtent à l’approvisionnement en énergie des systèmes d’alimentation de secours et à la construction de robots autonomes.
