CONTEXTE ENERGETIQUE ET TECHNOLOGIQUE

La solution est le recours aux énergies nouvelles telles que les énergies renouvelables, du fait qu’elles sont inépuisables, et même si ses sources d’énergie existent depuis la nuit des temps, mais leurs exploitations techniques ne sont révélées qu’à la fin du dix-neuvième siècle pour certains pays. Le choix de l’hydrogène comme vecteur énergétique n’est plus une question à débattre, car mis à part ces quelques inconvénients, totalement maîtrisable par le développement de la technologie, il convient absolument à ce que l’hydrogène devient le vecteur énergétique du futur et cela grâce à la pile à combustible. Le développement de nos sources de production d’énergie s’est déroulé principalement dans un souci d’efficacité en oubliant souvent les conséquences sur l’environnement. Depuis peu, des mesures internationales ont été prises afin de réduire les rejets de gaz à effet de serre, comme le 𝐶𝑂Dans les décennies à venir, nous devrons répondre à une demande d’énergie en hausse alors que les réserves en ressources fossiles sont limitées et qu’il est nécessaire de réduire les émissions de gaz à effet de serre, de 𝐶𝑂 n’est pas formé. Une alternative au MCI est la pile à combustible.

Une PAC fonctionnant à l’hydrogène convertit directement l’énergie chimique du combustible en électricité et chaleur en ne produisant que de l’eau. Il s’agit de la réaction inverse de l’électrolyse de l’eau. Une pile à combustible est un générateur d’énergie électrique. Elle transforme directement l’énergie chimique du combustible en énergie électrique. C’est un système qui ne produit pratiquement pas de nuisances sonores, puisqu’il ne comporte pas de composants mécaniques en mouvement, comme les turbines et les moteurs. De plus, le courant électrique est produit tant que la pile est alimentée conjointement en combustible (hydrocarbures, alcools, biomasse, gaz naturel, hydrogène) et en comburant (oxygène de l’air). Aujourd’hui, la pile à combustible a atteint une maturité technique la rendant opérationnelle dans plusieurs domaines d’applications. ), le charbon ou le pétrole. La plupart de l’énergie que nous utilisons aujourd’hui vient des carburants fossiles. Seulement sept pour cent viennent des sources d’énergie renouvelable. piles à combustible conduira à différents modes de production liés aux méthodes locales de production énergétique. En raison de l’abondance de gaz naturel, de la disponibilité du méthanol et du propane, et du manque d’une infrastructure de production et de distribution de l’hydrogène, on prévoit que les carburants hydrocarbures seront les carburants dominants pour les applications stationnaires de piles à combustible.

Tant que ces carburants sont disponibles à faible coût, le reformage hydrocarbure est la méthode la plus simple et la plus efficace pour produire de l’hydrogène. [4] Depuis le début des programmes spatiaux américains de R&D sur les piles à combustible, plusieurs types de classifications ont été utilisés, Il existe actuellement cinq technologies de piles à combustible classées selon la nature de leur électrolyte dont résulte leur température de fonctionnement, basse (<150°), moyenne (200°C), haute (650°C-1000°C). [5]-[6]-[7] Un autre facteur à considérer est l’utilisation du combustible. S’il est directement alimenté dans la pile, il sera question de pile à alimentation directe. Si le combustible doit subir une transformation chimique, par exemple le reformage du méthane à la vapeur, pour devenir utilisable, il est alors question de pile à alimentation indirecte. Ces piles, l’électrolyte permet le passage d’ions hydroxyles OH-, de la cathode à l’anode. Il s’agit d’une solution aqueuse de potasse concentrée (KOH 6 à 13 M suivant la température) dont la température reste comprise entre 80 et 200°C. Les électrodes sont en nickel poreux. On a donc : L’électrolyte acide transporte les protons de l’anode à la cathode.

Ces piles fonctionnent à températures modérées (80 à 250°C) mais utilisent le platine comme catalyseur. Les premiers prototypes utilisaient une solution d’acide sulfurique comme électrolyte. Cela reste globalement le cas de la pile directe au méthanol, mais pour l’hydrogène, on a choisi l’acide phosphorique et bien sûr les membranes perfluorosulfonées pour le remplacer. I.3.3.5. La pile à acide phosphorique (PAFC) : L’électrolyte est de l’acide phosphorique très concentré (97%) qui a une très faible tension de vapeur et permet un fonctionnement jusqu’à 250°C. Les électrodes, destinées à séparer le gaz de la solution, sont hydrophobes (en général un tissu de carbone comprenant du PTFE). Les piles à combustible à Électrolyte Polymère Solide constituent le sujet de cette étude, on trouvera dans la partie I.4. Ci-dessous, une description détaillée de son principe de fonctionnement.