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La pile à combustible n'est pas un gadget de sciences fiction. Elle est déjà séduisante pour remplacer les batteries ou les groupes électrogènes dans un certain nombre de cas.
Explication avec la pile IdaTech/Chloride en démonstration chez Redbus.
La pile utilise comme combustible de l'hydrogène qui mélangé à l'air ambiant produit de l'électricité, un peu de chaleur et... de l'eau. Rien d'autre.
L'élément le plus important est probablement la membrane à travers laquelle doivent passer les protons. On parle de PEM (Proton Exchange Membrane) et de PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell - Pile à combustible à membrane échangeuse de proton).
De la taille d'un réfrigérateur, l'armoire contient la pile proprement dite (de la taille d'un four micro-onde) et l'ensemble des appareillages pour l'alimentation en combustible et pour la gestion électrique.
Temps de démarrageLa pile à besoin d'une dizaine de secondes pour commencer à produire de l'énergie. Elle n'atteint sa puissance nominale qu'au bout d'une cinquantaine de secondes.
Il faut donc disposer d'une petite réserve d'énergie, fournie soit par une batterie, soit par une capacité (condensateur). Cette réserve peut être apportée par l'onduleur associé à la pile pour transformer le courant continu de 48 volts produit en courant alternatif domestique.
Avantage, la fiabilitéLorsque la pile ne fonctionne pas il ne se passe rien, tandis que des batteries, elles, vont se décharger rapidement. De même, elles doivent être maintenues à une température de 20 à 25 ° (la pile fonctionne de -40 à +50°C) et elles doivent être remplacées au bout de quelques années.
Le groupe électrogène, lui, comporte beaucoup de pièces en mouvement. Il demande des contrôles réguliers et une maintenance importante, car ses pièces s'usent, s'oxydent ou se bloquent.
La pile à combustible IdaTech est garantie 2 ans ou 1 500 h. Sa durée de vie est estimée à 10 ans.
Peu de pièces, peu d'entretien, peu de causes de pannes, la pile est donc intéressante pour assurer la sécurité de certaines installations critiques.
La pile est un générateur d'énergie fonctionnant par réaction chimique.
Elle ne fait pas de bruit, et ne rejette que de l'eau, pas de polluants et pas de gaz à effet de serre.
La pile fonctionne avec un mélange d'oxygène et d'hydrogène qui se recombinent en formant de l'eau.
L'oxygène est tiré de l'air ambiant, l'hydrogène provient soit d'une bouteille d'hydrogène industriel, soit d'un appareil appelé reformeur.
Une bouteille contient 9 m3 de gaz et peut produire environ 5 kW pendant 2 heures.
On peut également produire l'hydrogène sur place à l'aide d'un "reformeur" (de la taille, lui aussi, d'un réfrigérateur).
Le reformeur transforme un mélange de 64 % d'eau et de 36 % de méthanol. Moins inflammable que le méthanol pur, facile à manipuler et à stocker, il ne gèle qu'à partir de -50 °C (c'est notre liquide lave-glace automobile).
10 litres de mélange remplacent une bouteille de gaz. Une cuve de 120 litres autorise donc une autonomie de 24 heures.
La puissance de la pile est encore trop faible (5 à 10 kWh) pour alimenter de grosses installations. L'industrialisation le permettra probablement un jour, d'autant que des prototypes plus petits et plus puissants fonctionnent déjà pour faire avancer des automobiles électriques.
Pour mémoire, les avantages de la pile à combustible sont :
De fait, la pile est dès aujourd'hui un bon moyen d'alimenter des installations critiques :
Sont donc concernés en premier lieu les équipements de communications (émetteurs, commutateurs...), les stations d'observation (sismologie, météorologie...), les infrastructures de transport (autoroutes, voies ferrées...), les installations en zone d'habitation dense...
