Une pile à combustible (PAC) est un appareil qui transforme l’hydrogène en électricité. Cette pile électrique est utilisée pour animer un camion, une voiture ou un bus. Mais comment utiliser une pile à combustible ? Quels sont les avantages de la pile à combustible ?
Comment fonctionne une pile à combustible ?
Le fonctionnement de la PAC résulte de la réaction d’oxydoréduction. Cette pile comporte trois éléments : deux électrodes et un électrolyte. L’anode oxydante émet les électrons. Tandis que la cathode réductrice collecte les électrons. L’électrolyte central transmet les molécules chargées d’ions de l’anode à la cathode. Il bloque ensuite ces molécules pour les faire passer par le circuit externe de la pile.
Un réservoir alimente les deux électrodes en combustible. Pour la PAC à hydrogène, l’anode reçoit l’hydrogène et la cathode recueille l’oxygène.
L’anode libère les électrons après avoir oxydé le combustible. L’électrolyte force ensuite les électrons à passer par le circuit externe. Ce processus d’oxydation va générer donc un courant électrique continu.
La cathode reçoit l’oxygène et réagit au contact des électrons libérés pendant la réaction d’oxydation. Ce processus de réduction va produire alors de la chaleur et de l’eau.
Les différents types de piles à combustible
Les piles à combustible se déclinent en six grands types : AFC, PEMFC, DMFC, PAFC, MCFC et SOFC. Utilisée souvent dans des missions Apollo, l’AFC fonctionne à une température très limitée (65 à 90 °C). La pile PEMFC marche entre 20 et 100 °C et bénéficie d’un démarrage puissant et plus rapide. En général, elle sert à alimenter des installations de petites dimensions ou des véhicules.
La pile DMFC est alimentée par du méthanol. Quant à la pile, elle est issue d’une technologie récente et peut fonctionner jusqu’à 210 °C. Elle peut alimenter des installations énergétiques stationnaires de plus de dizaines de mégawatts grâce à la quantité importante de chaleur qu’elle produit.
La pile MCFC est capable d’alimenter d’importantes structures stationnaires. La pile fonctionne généralement entre 800 et 1000 °C. Son démarrage est plus lent et nécessite des composants qui peuvent résister à des températures beaucoup plus élevées.
Principaux avantages de la pile à combustible
Les piles à combustible sont utilisées dans des domaines d’application très diversifiés (navires, voitures, bus, satellites, sous-marins, etc. Elles présentent de nombreuses de nombreux avantages. Elles ne dégagent pas des émissions locales [sauf de l’eau]. Cela représente un atout majeur pour la qualité de l’air, en particulier dans les centres urbains. Elles sont silencieuses et peuvent offrir des rendements supérieurs à un moteur thermique. Elles peuvent également être modulées et peuvent supporter des températures jusqu’à 1000 ° C.