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Pile à combustible

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Une pile à combustible est une pile dont les éléments chimiques sont réapprovisionnables. La plus connue étant la pile à hydrogène (qui utilise de l'hydrogène stocké dans un réservoir et l'oxygène de l'air). C'est alors une pile électrique dont le résidu (déchet) est de l'eau. L'hydrogène gazeux étant très rare à l'état naturel, les piles à combustible nécessitent donc en amont une industrie de production de ce gaz, laquelle peut être fortement consommatrice d'énergie et polluante. La pile à combustible n'est donc pas un générateur mais un vecteur d'énergie (comme une pile chimique classique).


Sommaire

Le principe

Une cellule élémentaire est constituée de 3 éléments :

Les deux électrodes sont séparées par l'électrolyte. À l'anode, on amène le combustible (le plus souvent de l'hydrogène, parfois du méthanol). La cathode est alimentée en oxygène (ou plus simplement en air, enrichi ou non en oxygène).

Avantages et Inconvénients

Avantages

Inconvénients

Schéma de fonctionnement de la pile à combustible
Pile à combustible au méthanol

Remarques à vérifier

C'est une fausse idée que de croire qu'obtenir le méthanol à partir de la biomasse est peu coûteux.

Les plus simples (et quasi gratuit) sont les procédés industriels :

Par contre, l'obtention d'éthanol à partir de la biomasse est moins couteuse qu'à partir des sources fossiles. D'ailleurs, les industriels abandonnent actuellement cette voie au profit de la biomasse. Cette tendance devrait se confirmer avec l'arrivée d'innovations telles que le fractionnement de la cellulose en sucres simples, qui permettra prochainement d'obtenir de l'éthanol à partir de bois ou de paille.

D'autre part, l'obtention de l'hydrogène et de l'alcool (méthanol ou éthanol) sont des processus polluants. Il convient donc pour juger de l'intérêt de chaque voie, de les étudier de façon impartiale et exhaustive. Une telle étude n'existe toujours pas à ma connaissance. L'une des difficultés tient aux énormes enjeux financiers. En effet, il s'agit de savoir qui fournira l'énergie des transports de demain. Chaque lobby (pétrole, nucléaire, biomasse, etc..) cherche à se mettre en avant et à dénigrer les autres.

Pour générer de l'hydrogène, il y a les réacteurs nucléaires de troisième génération qui sont en train de trouver des solutions envisageables industriellement par thermolyse. EDF a trouvé une application des réacteurs nucléaires de quatrième génération consistant en une réaction entre l'acide iodhydrique (IH) et un autre acide (peut-être l'acide chlorhydrique) qui a lieu à une température de 700°C environ. Cette méthode serait un peu plus écologique que la production actuellement très répandue d’hydrogène par reformage de gaz naturel.

L'utilisation de l'hydrogène comme carburant est toujours évoquée à travers la pile à combustible. Or une méthode plus directe serait d'utiliser un moteur à combustion, l'hydrogène étant plus énergétique que les dérivés du pétrole. De nombreuses entreprises effectuent des essais sur banc de ces moteurs, et BMW expérimente cette technologie sur ses série 7.

L'aspect écologique de la pile à combustible se constate facilement dans son utilisation c'est un fait établi. Mais sa fabrication, et son recyclage font appel aux industries les plus polluantes ce qui je pense en fait un produit extrêmement dangereux si son utilisation venait à se généraliser.

Conclusion

Voici donc une technologie prometteuse. Mais aussi une technologie jeune. Qui n'est pas parfaite : "Comment générer de l'hydrogène sans polluer ?". Donc en attendant qu'elle soit au point, il serait plus judicieux de se tourner vers d'autres énergies telles que l'air, l'eau, le soleil...

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