La pile à combustible est une sorte de dispositif de production d’énergie qui convertit l’énergie chimique contenue dans le carburant en énergie électrique par réaction redox de l’oxygène ou d’autres oxydants. Le carburant le plus courant est l’hydrogène, qui peut être compris comme la réaction inverse de l’électrolyse de l’eau en hydrogène et en oxygène.
Contrairement aux fusées, la pile à combustible à hydrogène ne produit pas d'énergie cinétique par la réaction violente de la combustion de l'hydrogène et de l'oxygène, mais libère de l'énergie libre de Gibbs dans l'hydrogène via un dispositif catalytique. Son principe de fonctionnement est que l'hydrogène est décomposé en électrons et en ions hydrogène (protons) via un catalyseur (généralement du platine) situé dans l'électrode positive d'une pile à combustible. Les protons atteignent l'électrode négative à travers la membrane échangeuse de protons et réagissent avec l'oxygène pour former de l'eau et de la chaleur. Les électrons correspondants circulent de l'électrode positive à l'électrode négative à travers le circuit externe pour générer de l'énergie électrique. Il n'y a pas de goulot d'étranglement en matière d'efficacité thermique d'environ 40 % pour les moteurs à combustible, et l'efficacité des piles à combustible à hydrogène peut facilement atteindre plus de 60 %.
Il y a quelques années déjà, l'énergie hydrogène était connue comme la « forme ultime » des véhicules à énergie nouvelle en raison de ses avantages : zéro pollution, énergie renouvelable, hydrogénation rapide, autonomie complète, etc. Cependant, la théorie technique de la pile à combustible à hydrogène est parfaite, mais les progrès de l'industrialisation sont sérieusement en retard. L’un des plus grands défis de sa promotion est le contrôle des coûts. Cela inclut non seulement le coût du véhicule lui-même, mais également le coût de la production et du stockage de l’hydrogène.
Le développement des véhicules à pile à hydrogène dépend de la construction d’infrastructures de carburant hydrogène telles que la production d’hydrogène, le stockage de l’hydrogène, le transport et l’hydrogénation de l’hydrogène. Contrairement aux tramways purs, qui peuvent être rechargés lentement à la maison ou en entreprise, les véhicules à hydrogène ne peuvent être rechargés qu'à la station d'hydrogénation, la demande pour la station de recharge est donc plus urgente. Sans un réseau complet d’hydrogénation, le développement de l’industrie des véhicules à hydrogène est impossible.
Heure de publication : 02 avril 2021