La pile à hydrogène, l'énergie de demain ? 

 

Les piles à hydrogène ou piles à combustible PEM (Proton Exchange Membrane ou piles à membrane échangeuse de protons) utilisent de l'hydrogène pour produire de l'électricité et génèrent également de la chaleur et de l'eau.

Découvert par l’anglais Henry Cavendish en 1776, l’hydrogène est baptisé par le français Antoine Lavoisier (1746–1794) qui a remarqué qu'en approchant une bougie allumée près d'une éprouvette, on provoquait l'apparition d'une flamme et que la combustion de ce gaz provoquait la formation d'eau sur les parois de l'éprouvette. Lavoisier nomma alors ce gaz hydrogène, du grec hydro (eau) et gène (producteur, créateur).

L’hydrogène est partout. On le trouve en abondance dans l'univers. C’est le principal constituant, en nombre d'atomes, de toute matière vivante. Plusieurs méthodes sont utilisées pour en obtenir : raffinage d’hydrocarbures, gazéification du charbon ou de la biomasse, reformage du gaz naturel, électrolyse de l’eau, thermolyse de l’eau (par exemple par l’énergie nucléaire), photochimie, etc. Quand on le brûle, ce gaz produit de la chaleur en ne rejetant que de l’eau. Associée à la pile à combustible, l’hydrogène fournit électricité et chaleur.

La pile à hydrogène présente de nombreux atouts. Elle assure un haut rendement énergétique, une pollution zéro pour les piles utilisant de l’hydrogène pur, peu de nuisances sonores, un usage facile, une géométrie variable la rendant compatible avec de multiples utilisations. Elle est rechargeable en quelques minutes et possède une durée de vie supérieure aux batteries traditionnelles. En revanche, son coût est élevé et son poids important. De plus, elle présente une complexité des systèmes connexes et une difficulté à stocker l’hydrogène très volatile.

Certains voient dans la pile à hydrogène l’énergie du futur capable de remplacer les carburants fossiles usuels et de devenir une source majeure d'électricité.

 

MCA, dernière mise à jour le 16 novembre 2010

>> Des piles à combustible dans les Boeing vers 2017
 
Début 2010, Boeing a conclu un accord avec le japonais IHI pour développer des piles à combustible pour équiper ses avions commerciaux d'ici 2017.  
 
 Environ 7% du carburant embarqué est utilisé non pas pour propulser l'avion mais pour fournir l'électricité nécessaire aux instruments de vol, à la climatisation ou au chauffage de l'appareil, etc. Le système de pile à combustible à l'étude générera de l'électricité à partir d'hydrogène extrait d'eau embarquée. L'eau et la chaleur produit par le système seront réutilisées, l'eau pour obtenir de l'hydrogène et la chaleur pour climatiser l'appareil.

Boeing et IHI prévoit de tester leur prototype dés 2012 et espère équiper les avions commerciaux entre 2016 et 2018.

>> Antares H3 : 10 fois plus d'autonomie avec des piles à combustible

Successeur de l'Antares 20 E, un planeur motorisé à décollage autonome et à propulsion électrique produit en série, l'Antares H3 sera équipé de piles à combustible.

L'hydrogène transporté sera transformée en énergie électrique, permettant au planeur de voler 50 heures d'affilées et de parcourir 6 000 kilomètres : une autonomie dix fois supérieur à son prédécesseur.

Le Centre aérospatial allemand travaille en collaboration avec Lange Aviation pour développer l'Antares H3. Avec une envergure de 23 mètres et un poids maximum au décollage d'1,25 tonne, ce nouveau planeur pourra transporter jusqu'à 200 kilogrammes de charge utile. Le premier vol est prévu pour 2011.

>> CLEARgen™ : le plus grand système de pile à combustible à hydrogène au monde

La firme américaine Ballard Power Systems va livrer le plus grand générateur de pile à combustible à hydrogène au monde à une entreprise de service énergétique qui va le tester 5 ans. Le système CLEARgen™ pourrait générer 1 mégawatt, assez d'électricité pour alimenter 500 logements pendant un an. Conçu pour fournir de l'électricité aux périodes de pointe, il sera installé dans une des centrales de FirstEnergy Generation, celle d'Eastlake dans l'Ohio.

Transportable, il est aussi une alternative aux générateurs diesel pour apporter de l'électricité aux régions éloignées du réseau électrique. "Nous pensons que cette opération permettra de s'assurer que la technologie des piles à combustible fera partie intégrante des solutions d'énergie propre, identifiées comme une priorité par le président Obama", a déclaré Michael Goldstein, directeur commercial de Ballard.