Qu'est-ce que la technologie des piles à combustible?
La technologie des piles à combustible consiste à utiliser des piles à combustible pour produire de l'électricité afin d'alimenter des moteurs. Il existe différents types de piles à combustible, chaque type pouvant être utilisé pour alimenter différents types d'objets, tels que des véhicules de transport ou de grands générateurs. La technologie des piles à combustible est à la pointe de la technologie énergétique en tant que source alternative.
Une pile à combustible produit de l'électricité par conversion d'oxygène et d'hydrogène en eau. Par le transfert des électrons contenus dans l'hydrogène à la cellule, de l'électricité à courant continu est créée et dirigée vers un moteur. L'un des principaux avantages de l'utilisation de piles à combustible pour créer de l'électricité est que les sous-produits du processus ne sont que de l'eau et de la chaleur, alors que l'utilisation de combustibles fossiles pour produire de l'énergie crée de la pollution et des déchets. En outre, une pile à combustible n'a pas besoin d'être rechargée tant qu'elle contient de l'hydrogène et de l'oxygène pour être convertie en énergie, mais elle ne peut pas stocker de l'énergie comme une batterie.
Il existe cinq principaux types de piles à combustible: acide phosphorique, carbonate fondu, oxyde solide, alcali et membrane échangeuse de protons. Chaque type a été utilisé pour alimenter une variété d'objets et chacun présente des avantages et des inconvénients pour une utilisation dans la production d'énergie. Des recherches sont toujours en cours sur la meilleure utilisation de l'énergie produite et sur la création de méthodes rentables d'utilisation des cellules.
Aux États-Unis, dans les années 1960, les engins spatiaux Apollo créés par la NASA (National Aeronautics and Space Administration) utilisaient des piles à combustible alcalines pour fournir de l'énergie, de la chaleur et de l'eau à l'équipe spatiale. La pile à combustible alcaline est le type de technologie de pile à combustible la moins chère à produire et son efficacité avoisine les 70%. Les piles à combustible à carbonate fondu sont des piles à très haute température, et une nouvelle technologie est en cours de développement pour leur application dans les centrales électriques, ou pour alimenter les villes ou les grandes usines. Étant donné que ces cellules peuvent atteindre environ 650 ° C (1 200 ° F), la chaleur perdue peut être recyclée pour être utilisée à des fins énergétiques.
L'acide phosphorique est utilisé dans la technologie des piles à combustible pour alimenter de petits générateurs dans les bâtiments commerciaux. Il a également permis d’alimenter des véhicules plus gros, tels que des bus. Les piles à combustible à acide phosphorique ont été les premières à être utilisées à grande échelle.
Les piles à combustible à membrane échangeuse de protons se sont révélées utiles pour la production d’énergie dans les voitures ou les maisons. La moindre quantité de chaleur requise pour ces piles à combustible leur permet d'être utilisées plus rapidement et leur utilisation plus sûre autour d'autres pièces mécaniques. Le stockage d’une quantité suffisante d’hydrogène dans une voiture de tourisme pour les longs voyages a toutefois empêché l’utilisation de cellules à membrane échangeuse de protons pour la technologie des piles à combustible.
Les piles à combustible à oxyde solide sont un autre type de pile fonctionnant à haute température et utilisées dans les grands générateurs. Ces types de cellules sont capables de générer une grande quantité d’énergie et sont très efficaces. L'inconvénient, toutefois, est que la grande quantité de chaleur nécessaire à la production de l'électricité oblige l'entreprise à installer de nombreux écrans de protection et de protection, ce qui peut entraîner des coûts supplémentaires.
La technologie des piles à combustible est encore trop coûteuse pour constituer une alternative ou un remplacement pour les batteries d'électronique ou d'appareils de petite taille. La technologie continue cependant à progresser, notamment en tant que source d’énergie pour les véhicules. La pression exercée par les gouvernements et les agences environnementales a incité davantage à réduire la dépendance aux combustibles fossiles et au gaz pour l'approvisionnement en énergie d'un pays, et beaucoup se tournent vers la technologie de la pile à combustible pour trouver des solutions.