Les piles à combustible peuvent être divisées enmembrane échangeuse de protonspiles à combustible (PEMFC) et piles à combustible à méthanol direct selon les propriétés de l'électrolyte et le combustible utilisé
(DMFC), pile à combustible à acide phosphorique (PAFC), pile à combustible à carbonate fondu (MCFC), pile à combustible à oxyde solide (SOFC), pile à combustible alcaline (AFC), etc. Par exemple, les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) reposent principalement surmembrane échangeuse de protonsLe milieu de transfert de protons, comme celui utilisé dans les piles à combustible alcalines (AFC), est un électrolyte aqueux alcalin tel qu'une solution d'hydroxyde de potassium. De plus, selon leur température de fonctionnement, les piles à combustible peuvent être classées en piles à combustible haute température et piles à combustible basse température. Les premières comprennent principalement les piles à combustible à oxyde solide (SOFC) et les piles à combustible à carbonate fondu (MCFC). Les secondes comprennent les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC), les piles à combustible à méthanol direct (DMFC), les piles à combustible alcalines (AFC), les piles à combustible à acide phosphorique (PAFC), etc.
membrane échangeuse de protonsLes piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) utilisent des membranes polymères acides à base d'eau comme électrolyte. Leur fonctionnement nécessite de l'hydrogène pur en raison de leurs basses températures (inférieures à 100 °C) et de l'utilisation d'électrodes en métal noble (à base de platine). Comparées aux autres piles à combustible, les PEMFC présentent l'avantage d'une basse température de fonctionnement, d'une vitesse de démarrage rapide, d'une densité de puissance élevée, d'un électrolyte non corrosif et d'une longue durée de vie. Elles sont ainsi devenues la technologie dominante, actuellement utilisée dans les véhicules à pile à combustible, mais également, dans une moindre mesure, dans les appareils portables et stationnaires. Selon E4 Tech, les livraisons de piles à combustible PEMFC devraient atteindre 44 100 unités en 2019, soit 62 % du marché mondial ; la capacité installée estimée atteint 934,2 MW, soit 83 % de la capacité mondiale.
Les piles à combustible utilisent des réactions électrochimiques pour convertir l'énergie chimique du combustible (hydrogène) à l'anode et de l'oxydant (oxygène) à la cathode en électricité afin d'alimenter le véhicule. Plus précisément, les composants essentiels d'une pile à combustible comprennent le système de propulsion, l'alimentation auxiliaire et le moteur. Le système de propulsion inclut principalement le moteur lui-même, composé d'un réacteur électrique, le système de stockage d'hydrogène du véhicule, le système de refroidissement et le convertisseur de tension CC-CC. Le réacteur est le composant le plus critique. C'est là que l'hydrogène et l'oxygène réagissent. Il est constitué de plusieurs cellules unitaires empilées, et ses principaux composants incluent une plaque bipolaire, une électrode à membrane, une plaque d'extrémité, etc.
Date de publication : 23 août 2022