La pile à hydrogène est-elle l'énergie de demain ?

« Présentation : Bonjour, je vais vous présenter la technologie des piles à combustible à membrane d'échange de protons.

Cette technologie est actuellement en plein développement grâce aux progrès effectués en physique des matériaux (en ce qui concerne les membranes) et j'aimerais trouver un métier qui me permettrait de travailler pour une cause utile qu'est la lutte contre le réchauffement climatique tout en alliant ma passion pour les sciences physiques.

Ma question porte sur : « La pile à hydrogène est-elle l'énergie de demain ? » Principe : Cette pile est utilisée dans des véhicules qui sont des voitures électriques dont l'énergie est fournie par une pile à combustible.

Alors quel est le principe ? Une pile à hydrogène permet de convertir directement de l'énergie chimique en énergie électrique, en chaleur et en eau. Tout ceci car elle combine le dihydrogène qui est stocké dans le réservoir de la voiture avec le dioxygène de l'air.

Nous allons voir comment cela fonctionne.

Vous avez un schéma pour suivre les étapes ? Fonctionnement : Il existe différent types de piles à hydrogènes.

Dans le cadre de cette présentation, je vais vous présenter la piles à membranes échangeuses de protons.

Une pile à hydrogènes est constituée de trois éléments deux plaques qu'on appelle des électrodes, une anode et une cathode séparée par un électrolyte.

Le dihydrogène va être injecté et arriver sur la plaque de gauche l'anode.

Et quand il arrive sur cette électrode, il va se dissocier en ion H+ et en électron selon l'équation d'oxydation qui est indiquée.

Le dihydrogène se transforme donc en ion H+ et doit libérer deux électrons.

Les atomes d'hydrogènes sans électrons sont en réalités des protons qui vont passer de l'anode à la cathode en passant par la membrane échangeuses de protons qui est une membrane polymère (souvent en Nafion). Les électrons, eux, comme ils sont bloqués par l'électrolyte, vont être contraints de circuler dans les fils électriques pour aller de l'anode vers la cathode.

Donc ceci va générer un courant électrique et donc permettre de faire tourner le moteur.

A la cathode vont donc arriver des ions H+ et des électrons.

C'est là que va arriver aussi le dioxygène et par conséquent qui va avoir la deuxième réaction mise en jeu.

Le dioxygène, parce qu'il va capter des électrons et réagir avec des ions H+ plus va donner de l'eau.

Alors, comme vous le voyez dans l'équation bilan d'oxydo réduction qui mêle les deux demi équations précédentes, c'est à dire la réaction d'oxydation du hydrogène et la réduction du dioxygène à la cathode, on voit qu'il n'y a qu'un seul produit de réaction de l'eau, ce qui veut dire que, en fait, on fait tourner un moteur en rejetant dans le circuit de l'eau l'utilisation d'une voiture à pile à combustible ne générant aucune pollution directe, pas d'effet de serre. Limites : Alors pourquoi ? Pour l'instant, nous sommes pas tous équipés d'une telle technologie. Alors ça existe déjà des voitures qui fonctionnent sur ce modèle là, on peut faire le plein et on fera 700 à 800 kilomètres.

C'est l'autonomie classique.

Alors le seul détail, c'est qu'il existe environ une dizaine de pompes en France.

Pour nous, la plus proche vient d'ouvrir il y a quelques mois à Vannes, donc c'est sûr que ça pose problème alors.

Autre point, c'est quand même le prix.

On est sur des entrées de gamme autour de 75 000/80 000 €.

Donc c'est très cher pour plusieurs raisons.

La première raison, est sa densité volumique très faible.

Afin d’obtenir la quantité d’hydrogène suffisante au bon fonctionnement d’un véhicule, il est donc nécessaire d’en stocker beaucoup, à de fortes pressions, dans de larges réservoirs.

Pour stocker un kilogramme de dihydrogène qui permet. »