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.planete-energies.com/contenu/energies-renouvelables/voie-du-futur/pile-a-combustible/fabrication-hydrogene.html)

 

 

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.

http://www.bmwworld.com/models/750hl.htm

 

 

 

 

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

 

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