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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Différentes filières de piles à combustibleArticle inclus dans l'offre
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1. Principe des piles à combustible
1.1 Description de la pile hydrogène/oxygène
-
Un élément de pile à combustible réalise la transformation directe de l’énergie chimique d’une réaction (en fait l’enthalpie libre de réaction Δ G) en énergie électrique selon l’équation ( équilibre électrochimique) :
avec :
- Eeq :
- f.é.m. (force électromotrice) de la pile à l’équilibre (c’est-à-dire à intensité de courant I nulle)
- n :
- nombre d’électrons échangés dans les réactions électrochimiques élémentaires (réactions de demi-pile)
- F :
- = 96500 C = 1 faraday, c’est-à-dire la quantité d’élec-tricité associée à une mole d’électrons.
-
Dans le cas de la pile hydrogène/oxygène (figure 1), la réaction chimique globale, associée à cette transformation, est la combustion de l’hydrogène dans l’oxygène :
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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.
-
(3) - JACQUES (W.-W.) - * - Harper’s Magazine, 94. 1896. 114.
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(4) - BACON (F.-T.) - * - BEAMA Journal, 6. 1954. 61.
-
(5) - BACON (F.-T.) - * - Electrochim. Acta, 14 1969. 569.
-
(6) - JUSTI (E.-W.), WINSEL (A.-W.) - * - Cold Combustion Fuel Cells, Steiner, Wiesbaden. 1962.
-
(7) - IHRIG (H.-K.) - * - 11th Annual Earthmoving Industry Conference, SAE, Paper n S-253, Illinois 1960.
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