La technologie des piles à combustible consiste à utiliser des piles à combustible pour produire de l’électricité afin d’alimenter des moteurs. Il existe une variété de types de piles à combustible, et chaque type peut être utilisé pour alimenter différents types d’objets, tels que des véhicules de transport ou de gros générateurs. La technologie des piles à combustible est venue au premier plan de la technologie énergétique en tant que source alternative.
Une pile à combustible produit de l’électricité grâce à la conversion de l’oxygène et de l’hydrogène en eau. Grâce au transfert des électrons contenus dans l’hydrogène vers la cellule, de l’électricité à courant continu est créée et dirigée vers un moteur. L’un des principaux avantages de l’utilisation des piles à combustible pour créer de l’électricité est que les sous-produits du processus ne sont que de l’eau et de la chaleur, alors que l’utilisation de combustibles fossiles pour l’énergie crée de la pollution et des déchets. De plus, une pile à combustible n’a pas besoin d’être rechargée tant qu’elle a de l’hydrogène et de l’oxygène pour se convertir en énergie, mais elle ne peut pas stocker d’énergie comme une batterie.
Il existe cinq principaux types de piles à combustible : l’acide phosphorique, le carbonate fondu, l’oxyde solide, l’alcali et la membrane échangeuse de protons. Chaque type a été utilisé pour alimenter une variété d’objets, et chacun a ses propres avantages et inconvénients pour une utilisation dans la production d’énergie. Des recherches sont toujours en cours sur la meilleure façon d’utiliser l’énergie produite et sur la façon de créer des moyens rentables d’utiliser les cellules.
Aux États-Unis dans les années 1960, les engins spatiaux Apollo créés par la National Aeronautics and Space Administration (NASA) des États-Unis utilisaient des piles à combustible alcalines pour fournir de l’énergie, de la chaleur et de l’eau à l’équipage spatial. Une pile à combustible alcaline est le type de technologie de pile à combustible la moins chère à produire, et son efficacité est d’environ 70 %. Les piles à combustible à carbonate fondu sont des piles à température extrêmement élevée, et une nouvelle technologie est en cours de développement pour leur application dans les centrales électriques, ou pour alimenter des villes ou de grandes usines. Étant donné que ces cellules peuvent atteindre jusqu’à 1,200 650 °F (environ XNUMX °C), la chaleur perdue peut être recyclée à des fins énergétiques.
L’acide phosphorique est utilisé dans la technologie des piles à combustible pour alimenter de petits générateurs dans des bâtiments commerciaux. Il a également été efficace pour alimenter des véhicules plus gros, tels que des bus. Les piles à combustible à acide phosphorique ont été le premier type à être utilisé à grande échelle commerciale.
Les piles à combustible à membrane échangeuse de protons se sont avérées utiles pour la production d’énergie dans les voitures ou les maisons. La plus faible quantité de chaleur requise pour ces piles à combustible leur permet d’être utilisées plus rapidement et leur utilisation est plus sûre autour d’autres pièces mécaniques. Cependant, le stockage d’une quantité suffisante d’hydrogène dans une voiture de tourisme pour les longs trajets a été un obstacle à l’utilisation de cellules à membrane échangeuse de protons pour la technologie des piles à combustible.
Les piles à combustible à oxyde solide sont un autre type de pile qui fonctionne à haute température et qui sont utilisées dans les gros générateurs. Ces types de cellules sont capables de créer une grande quantité d’énergie et sont très efficaces. L’inconvénient, cependant, est que la grande quantité de chaleur nécessaire pour produire l’électricité oblige une entreprise à mettre en place de nombreux boucliers de sécurité et opérationnels, ce qui peut entraîner des dépenses supplémentaires.
La technologie des piles à combustible est encore trop coûteuse pour servir d’alternative ou de remplacement aux batteries dans les appareils électroniques ou les appareils à petite échelle. Cependant, la technologie continue de progresser, notamment en tant qu’approvisionnement énergétique des véhicules. La pression exercée par les gouvernements et les agences environnementales a accru l’incitation à réduire la dépendance aux combustibles fossiles et au gaz pour l’approvisionnement énergétique d’un pays, et beaucoup se tournent vers la technologie des piles à combustible pour trouver des solutions.