Piles à combustible à hydrogène



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La pile à combustible à hydrogène est l'une des principales technologies de carburant alternatif. Même si elle existe depuis au moins cinquante ans, les développements récents représentent un énorme pas en avant dans la technologie fondamentale. L'humidité joue un rôle important dans la détermination de l'efficacité, de la qualité et de la sécurité des piles à combustible à hydrogène. Une teneur élevée en humidité au sein de la pile à combustible à hydrogène la rend plus efficace et des mesures précises de l'humidité de l'hydrogène pendant la production sont nécessaires.

Il existe plusieurs types de piles à combustible. En raison de sa faible température de fonctionnement, la pile à combustible utilisée pour alimenter les véhicules à moteur est la pile à combustible à échange de protons/membrane électrolyte polymère (PEM).

En principe, une pile à combustible fonctionne comme une batterie. Contrairement à une batterie, une pile à combustible ne s'épuise pas et n'a pas besoin d'être rechargée. Elle produit de l'énergie sous forme d'électricité et de chaleur si elle est alimentée en combustible. Une pile à combustible se compose de deux électrodes prises en sandwich autour d'un électrolyte. L'oxygène passe sur une électrode et l'hydrogène sur l'autre, générant de l'électricité, de l'eau et de la chaleur. Le combustible hydrogène est introduit dans l'anode de la pile à combustible.

L'oxygène (ou l'air) entre dans la pile à combustible par la cathode. Dopés par un catalyseur, les atomes d'hydrogène se divisent en protons et en électrons, le PEM ne laisse passer que les protons jusqu'à la cathode, les électrons devant emprunter un chemin à travers un circuit externe, créant ainsi un courant électrique. Les protons et les électrons se recombinent ensuite avec l'oxygène à la cathode, pour former de l'eau. Un système de pile à combustible qui comprend un "reformeur de combustible" peut utiliser l'hydrogène de n'importe quel hydrocarbure, du gaz naturel au méthanol, voire à l'essence. Étant donné que la pile à combustible repose sur de la chimie et non sur de la combustion, les émissions de ce type de système seront toujours bien plus faibles que celles des procédés de combustion de carburant les plus propres. Il est possible d'atteindre une efficacité typique du processus de 80 %, ce qui représente plus du double de celle d'un moteur à combustion interne.

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