Présentation
RÉSUMÉ
La pile à combustible est un convertisseur d'énergie chimique en énergie électrique. Il réalise par voie électrochimique la réaction entre un carburant, souvent l'hydrogène, et l'oxygène de l'air, pour produire de l'eau, de l'énergie électrique et de la chaleur. Les principaux freins au développement des véhicules électriques sont habituellement un manque d'autonomie et une recharge trop longue. Avec un stockage d'hydrogène sous forme comprimée à 350 ou 700 bars, les véhicules à pile à combustible permettent souvent de parcourir environ 500 km, pour une recharge d'une durée de 3 à 5 minutes. Même si des améliorations sont encore à réaliser notamment en ce qui concerne les coûts, les véhicules à pile à combustible apparaissent plus que jamais comme une alternative crédible aux véhicules actuels.
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Jean-Philippe POIROT-CROUVEZIER : Ingénieur-chercheur - CEA-LITEN, Service d'intégration des générateurs electrochimiques, Grenoble, France
INTRODUCTION
La pile à combustible est un convertisseur d'énergie chimique en énergie électrique, au même titre qu'une batterie. Les réactions électrochimiques associées à la production d'électricité ont lieu dans des électrodes, elles-mêmes séparées par un électrolyte. Dans le cas des batteries, les réactifs utilisés sont présents initialement dans les électrodes et sont consommés puis régénérés au fil des décharges et charges, tandis que dans le cas des piles à combustible, ces derniers sont apportés au fur et à mesure de leur consommation. De ce fait, les fonctions de stockage d'énergie et de production de puissance sont dissociées, avec d'une part un stockage dépendant uniquement de la taille du réservoir de carburant et d'autre part une puissance liée principalement à la taille de la pile.
Du fait de cette dissociation des fonctions, la densité d'énergie des systèmes à pile à combustible peut être augmentée à un niveau plus élevé que celle des batteries. La densité d'énergie des batteries actuelles, même pour les technologies Li/ion, reste un point limitant le développement des véhicules électriques à batterie, au même titre que la durée nécessaire à la recharge. En revanche, ces dernières années les prototypes de véhicules à pile à combustible développés par plusieurs constructeurs ont démontré la possibilité d'obtenir des véhicules électriques rechargeables rapidement, et possédant des performances et une autonomie similaire à celle des véhicules thermiques actuels. La plupart du temps ces véhicules contiennent également une batterie, ce qui rend ces technologies de stockage complémentaires, et non pas concurrentes.
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MOTS-CLÉS
rendement | pile à combustible | analyse système | stockage d'hydrogène
VERSIONS
Il existe d'autres versions de cet article :
- Version archivée 1 de mai 2003 par Renaut MOSDALE
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CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Transport électrique routier - Véhicules à pile à combustible
Notions de base
Sources bibliographiques
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