PILE À COMBUSTIBLE

Une pile à combustible est un générateur électrochimique, c’est-à-dire qu’ elle convertit directement l’énergie chimique en énergie électrique. Cette conversion produit, en plus de l’énergie électrique, de l’eau et de la chaleur. Cette chaleur, qui est comprise entre 50 ⁰C et 1 000 ⁰C suivant le type de pile, résulte de la réaction chimique au sein de la pile ; elle peut être récupérée pour chauffer des habitations.

La production simultanée d’électricité et de chaleur par une pile est appelée cogénération. La cogénération permet d’obtenir un excellent rendement énergétique :[...]

Les éléments d’une pile à combustible

Une pile à combustible est composée des mêmes éléments qu’une pile classique : deux   électrodes (une anode et une cathode) et un  électrolyte. De même, la conversion d’énergie résulte d’une réaction chimique (dite d’oxydoréduction) qui produit, dans le circuit alimenté par la pile, un courant, c’est-à-dire une circulation d’électrons (particules de charge électrique négative gravitant autour du noyau des atomes).

Cependant, la pile à combustible se différencie d’une pile conventionnelle par le fait qu’elle ne[...]

Fonctionnement

Une pile à combustible comprend un grand nombre de cellules élémentaires reliées électriquement entre elles. Chaque cellule, qui délivre une tension d’environ 1 volt, se compose d’une anode (électrode négative où s’effectue l’oxydation), d’une cathode (électrode positive où a lieu la réduction) et d’un électrolyte qui les sépare. L’électrolyte se présente sous la forme d’une membrane capable à la fois d’éviter le contact entre combustible et comburant (par exemple entre l’hydrogène et l’oxygène) et de bloquer le passage des électrons tout en autorisant celui des ions. À l’anode, les atomes d’hydrogène (H₂) sont oxydés et se dissocient en électrons (e^-) et en ions H⁺ (atomes d’hydrogène ayant perdu un ou plusieurs[...]

Utilisations

Utilisées depuis les années 1960 dans le domaine spatial et militaire, les piles à combustible trouvent aujourd’hui des applications, en fonction de leur puissance, dans les domaines des transports (piles à combustibles embarquées qui alimentent en énergie des automobiles, des bus, des navires), de la production d’électricité et de chaleur pour des habitations (piles à combustibles stationnaires des centrales de cogénération) et bientôt dans le domaine des téléphones mobiles et ordinateurs portables (piles à combustible miniaturisées).[...]