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Hydrogène Pile à combustible |
Pourquoi l'hydrogène
?
Utilisations de
l'hydrogène
Procédés de production
Stockage à bord de la
voiture
Moteurs thermiques à
hydrogène
Pile à hydrogène
► L'hydrogène H2 ne contient pas
de carbone. On peut donc l'utiliser comme source d'énergie pour produire du
travail mécanique sans aucune émission de CO2, gaz à effet de
serre (pour le produire, c'est une autre histoire ! ). D'autre part c'est une
source d'énergie alternative au pétrole.
http:/ec.europa.eu/research/rtdinfo/42/01/article_1315_fr.html
► L'hydrogène peut être utilisé de deux manières
totalement différentes :
1) Combustion de
l'hydrogène dans un moteur thermique
(comme les moteurs à essence ou diesel); dans ce cas, la réaction d'oxydation
fournit de la chaleur, qui produit directement de l'énergie mécanique.
2) Catalyse de la
réaction chimique d'oxydation de l'hydrogène qui fournit de l'électricité, dans
une pile à combustible; cette
électricité alimente ensuite un moteur électrique.
Production du H2 – voilà que ça commence à se
compliquer
Il existe plusieurs
procédés de production, chacun présentant des avantages et des inconvénients en
matière de production de gaz à effet de serre, de rendement énergétique et de
coûts :
http://www.industrie.gouv.fr/energie/prospect/textes/hydrogene.htm
Il faut en outre construire
des unités de production, qui coûteraient quelques centaines de millions
d'euros.
► Le transport (camions spéciaux) et la distribution
de l'hydrogène (stations équipées de pompes spéciales) posent aussi des
problèmes de sécurité et de coûts élevés.
Stockage du H2 à bord
L'hydrogène peut être
produit à bord de la voiture à l'aide d'un reformeur d'essence; mais dans ce
cas, il y a une production de CO2 assez
importante (environ la moitié de l'émission d'un moteur diesel).
Il existe plusieurs techniques
de stockage de l'hydrogène, chacune ayant un coût énergétique et correspondant
éventuellement à une production de CO2 (pour la
compression, la liquéfaction …) :
(http://agora.qc.ca/mot.nsf/Dossiers/Hydrogene)
MOTEURS THERMIQUES A
HYDROGENE
Les piles à combustible
produisent de l'électricité à partir de l'hydrogène (principe de l'électrolyse
inverse). Mais il faut bien fabriquer d'abord cet hydrogène; alors pourquoi ne
pas l'utiliser directement dans un moteur thermique de série, très peu coûteux
face à la pile ?
The BMW Clean Energy system involves liquid hydrogen
produced from water using solar power. Hydrogen as a motor fuel is the answer
to many environmental problems since there are no harmful emissions, no
depleting of resources, and no danger to the atmosphere.
Since the 70's, BMW has been researching the future of
mobility. The fruit of the research is the new BMW 750hL hydrogen powered
vehicle.
The heart of the 750hL is a hybrid, 12-cylinder
combustion engine with two independent electronically controlled fuel
induction systems. These systems allow the 750hL to run on either gasoline
(petrol) or hydrogen.
The 750hL has a hybrid 12-cylinder combustion engine capable of running
on either gasoline or hydrogen. The 5.4-liter engine has two independent,
electronically controlled fuel induction systems. The hydrogen engine offers excellent
torque and acceleration, while the specially insulated 140-liter tank for
the liquid hydrogen provides a range of 400 kilometers.
PILES A COMBUSTIBLE
Tout ce que vous voulez
savoir sur les piles à combustible (PAC) et l'hydrogène se trouve ici : http://www.fuelcelltoday.com/index/
La technologie de pile la
plus fréquemment utilisée est la PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell) qui
comporte en particulier :
► Ces deux constituants de la pile sont extrêmement
coûteux.
Une pile de 70 kW
reviendrait au prix d'une Ferrari Testarossa ! et on estime qu'il faut le
diviser par au moins 100 pour parvenir à un produit commercialisable (sur des
voitures haut de gamme).
► Par ailleurs les piles actuelles posent des
problèmes de longévité (incompatible avec la durée de vie d'une voiture) et de
rendement : le rendement énergétique global de la pile (avec son système de
refroidissement, …) ne dépasse pas 50 %.
Ainsi le rendement énergétique d'une voiture à PAC +
moteur électrique est du même ordre que celui d'une voiture à moteur diesel
alimenté en H2 !
Il va falloir attendre des dizaines
d'années pour que la PAC soit concurrentielle (coût, fiabilité, longévité,
rendement …) face aux technologies plus classiques. La PAC arrivera trop tard …
si elle peut un jour arriver !
Dans la course aux économies
d'énergie et à la diversification des ressources, et pour lutter contre le
changement climatique, il est souhaitable de consacrer l'argent public à l'aide
au développement des technologies d'énergie-motorisation qui ont toutes les
chances d'être aussi efficaces et surtout beaucoup moins chères que la PAC; par
exemple les véhicules électriques et les moteurs thermiques à très haut
rendement.
màj. novembre 2006