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PAC

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Piles et Batteries, quelles perspectives ? (2)

La Pile à Combustible (PAC)

Description générale et enjeux de la filière : lire l'article ci-dessous

Description plus technique, suivez ce lien : Piles à Hydrogène

La production d'électricité se fait ici par oxydation d’un combustible par l’air ou le dioxygène. Un catalyseur en grande quantité est nécessaire pour accélérer la réaction, généralement le platine. La PAC n'est pas une source d'énergie mais un vecteur qui convertit l’énergie de liaison inter-atomique en électricité. Plus d'un siècle s’est écoulé depuis la réalisation du premier modèle, à cause du fort développement des autres vecteurs, et du coût des matériaux nécessaires à la PAC. Mais pour les 5 à 10 prochaines années, on s’attend à une progression rapide de la technologie, grâce à la conjoncture porteuse (prix du baril qui, on l'espère va remonter, prise de conscience soudaine du prochain épuisement des ressources fossiles, et surtout grâce à un certain lobbying). Mais il reste des défis, comme trouver l’alternative au Platine, métal précieux et très cher. Le Palladium serait pour cela un bon candidat. Quant au combustible, le meilleur candidat est l'hydrogène, qui permet de ne produire que de l’eau. Mais cela pose l'immense problème de la production et du stockage du dihydrogène ! Un combustible alternatif serait l’éthanol, biocarburant. Cependant l'éthanol est coûteux à produire. Les carburant de 2 et 3ème génération sont par contre plus prometteurs, même comme vecteurs pour l'Hydrogène.


La Filière Hydrogène, solution et vecteur énergétique du futur ?

Cette filière pourrait devenir la principale voie d’énergie propre selon l’AIE. Elle s’adapte à tous les besoins (transport, habitat, services, industrie) et peut fournir une solution de stockage pour les énergies intermittentes. Les perspectives d’utilisation sont immédiates, à fort potentiel (batteries d’ordinateurs, véhicules propres,etc.). Ces perspectives sont immédiates à condition d'accepter la technologie telle qu'elle est aujourd'hui : avec les én

ormes défauts de la production de dihydrogène à partir de carburants, et dustockage sous forme de bonbonnes. Associée au solaire, elle serait une solution prometteuse, voire la solution, selon le Pr. J-M. Tarascon, du CNRS. Un Pôle de compétitivité spécifique (Tenerrdis) a même été crée.

  • Le premier défi est la production de l’Hydrogène. Les chercheurs sont divisés sur l’orientation définitive à prendre. L’électrolyse de l’eau (2 H2O -> 2 H2 + 02) semble avoir le pas sur l’utilisation du méthane (CnH2n+2 -> CnH2n + H2).


  • Le stockage de l'hydrogène en grandes quantités doit être étudié sérieusement pour envisager une distribution à échelle nationale, à l’instar de ceux existant pour les trois énergies fossiles. Le stockage géologique (cavités, aquifères) saisonnier, comme on le fait déjà pour le gaz naturel, est en tout cas plus facile que le stockage du CO2 sur le très long terme.

  • Le stockage du combustible Hydrogène en réservoirs est pour l’instant orienté vers les réservoirs Métal-Hydrure, qui offrent un bon rapport poids,volume/quantité stockée. Les perspectives de développement sont de 3 à 5 ans selon l’AIE.

Le conditionnement solide et stable de l'hydrogène sous forme de pastilles aminées est aussi à l’étude. Il peut aussi être comprimé en bouteilles à gaz (de 350 à 700 bars), ou liquéfié, ou combiné sous forme de méthanol ou de méthane, mais ces solutions sont moins sécurisantes.

Les rendements énergétiques cumulés de fabrication du dihydrogène, de compression ou liquéfaction, sont généralement assez faibles. Le dihydrogène impose aussi la disponibilité d'une source d'énergie primaire économique et inépuisable à l'échelle humaine, ce qui est envisageable avec le développement du solaire et des autres sources intermittentes.

La cogénération pourrait augmenter les rendements de la chaîne de conversion énergétique (ici chimique -> électrique) en valorisant la production thermique de la pile, mais cela demeure encore trop chère pour une utilisation courante.


Description plus technique, suivez ce lien : Piles à Hydrogène


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