Présentation
Auteur(s)
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Philippe STEVENS : Chef de projet Piles à combustible à l’Électricité de France (EDF)
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Frédéric NOVEL-CATTIN : Ingénieur - Direction de la Recherche – Renault
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Abdel HAMMOU : Professeur LEPMI/INP Grenoble
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Claude LAMY : Professeur - Directeur du Laboratoire Électrocatalyse UMR CNRS n 6503, Poitiers
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Michel CASSIR : Maître de conférences - Responsable de l’équipe Piles à combustible et catalyse en milieu sels fondus – Laboratoire d’Électrochimie et chimie analytique - École Nationale Supérieure de Chimie de Paris (ENSCP)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les avantages environnementaux des piles à combustible (rendements électrique et énergétique élevés, très faibles émissions de gaz nocifs, faible nuisance sonore, production localisée…) sont des atouts qui deviennent importants pour notre société. Cependant, ils ne sont pas suffisants si les coûts d’investissement sont trop élevés ; c’est sur ce critère que les efforts les plus importants restent à faire pour que cette technologie soit utilisée.
Depuis leur invention en 1839, les piles à combustible ont subi un développement cyclique, le cycle précédent datant des années 1970. Les perspectives d’un développement commercial n’ont jamais été aussi bonnes, par suite des efforts de plusieurs grands groupes industriels et de constructeurs automobiles. Les filières gagnantes seront probablement celles utilisant un électrolyte solide : les PEMFC et les SOFC. Ces deux technologies ont maintenant atteint le niveau de prototype et un début de commercialisation est possible avant 2005. Elles ont toutes les deux une bonne compacité, de bonnes perspectives de réduction de coût et des durées de vie suffisantes (40 000 heures).
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- Version courante de déc. 2023 par Claude LAMY, Michel CASSIR, Daniel HISSEL, Gilles TAILLADES
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Principe des piles à combustibleArticle inclus dans l'offre
"Conversion de l'énergie électrique"
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6. Perspectives
Comme déjà dit dans l’introduction, les perspectives d'un développement commercial des piles à combustible n'ont jamais été aussi bonnes par suite des efforts de plusieurs grands groupes industriels et de constructeurs automobiles. Les gagnants seront probablement les filières utilisant un électrolyte solide, les PEMFC et les SOFC. Ces deux technologies ont maintenant atteint le niveau de prototype et un début de commercialisation est possible avant 2005. Elles ont toutes les deux une bonne compacité, de bonnes pers-pectives de réduction de coût et des durées de vie suffisantes (40 000 heures).
Les PAFC sont les plus proches d'une commercialisation, mais les baisses de coûts tardent à venir et elles pourraient être dépassées par les PEMFC. Elles ont l'avantage d'avoir une température de fonctionnement suffisamment élevée pour une cogénération intéressante et pour un fonctionnement avec du gaz naturel. Cependant, l'utilisation d'un électrolyte liquide limite leur durée de vie (par évaporation de l'électrolyte), leur compacité et les possibilités de réduire les quantités de métaux nobles utilisées.
La filière MCFC a bénéficié de crédits de recherche relativement importants par rapport aux autres filières, mais son avenir est incertain. L'utilisation d'un électrolyte très corrosif à haute température et l'évaporation de l'électrolyte limitent sa durée de vie. Sa faible compacité limite sa gamme d'application et donc son marché potentiel.
Les PEMFC devraient voir un développement important dans le transport automobile et la petite cogénération. Le marché stationnaire pouvant supporter des coûts plus élevés, il est probable que ce soit ici qu'elles soient commercialisées en premier pour des marchés riches. Elles sont déjà utilisées pour des systèmes de signalisation mobile aux États-Unis. Sa simplicité de fabrication et les volumes importants du marché automobile devraient permettre à cette filière d'atteindre des coûts très bas au kilowatt installé, et cela même pour de petites puissances. Leur spectre d'applications potentiel est très large, du petit portable aux systèmes de cogénération, ce qui devrait leur ouvrir un marché important.
La filière SOFC bénéficie d'un rendement électrique élevé et sa température de fonctionnement lui permet d'augmenter ce rendement (jusqu'à 70 %) par un couplage à une...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - GROVE (W.-R.) - * - Phil. Mag., 14 1839-127 ; 15-1839. 287.
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(2) - GROVE (W.-R.) - * - Phil. Mag., 21. 1842. 417.
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(3) - JACQUES (W.-W.) - * - Harper’s Magazine, 94. 1896. 114.
-
(4) - BACON (F.-T.) - * - BEAMA Journal, 6. 1954. 61.
-
(5) - BACON (F.-T.) - * - Electrochim. Acta, 14 1969. 569.
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(6) - JUSTI (E.-W.), WINSEL (A.-W.) - * - Cold Combustion Fuel Cells, Steiner, Wiesbaden. 1962.
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(7) - IHRIG (H.-K.) - * - 11th Annual Earthmoving Industry Conference, SAE, Paper n S-253, Illinois 1960.
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