En 1838, C.F. Schönbein découvrait le principe des piles à combustible (PAC), aboutissant à leur première fabrication en laboratoire par W.R. Grove l’année suivante. Cette technologie a ensuite évolué en tant que source d’alimentation pour véhicules spatiaux de la NASA. Aujourd’hui, ce système sert à diverses applications dans des secteurs variés. Les PAC sont utilisées comme source d’énergie alternative aux générateurs électriques thermiques. Elles font partie intégrante des solutions adoptées par de nombreux acteurs pour faire fonctionner leurs équipements. Décryptage.
Les enjeux accompagnant les PAC par rapport à l’énergie
Cela fait plusieurs décennies que les piles à combustible sont définies comme la solution pour générer de l’énergie électrique. Elles offrent des avantages non négligeables à leurs usagers en plus d’être zéro émission carbone. En effet, le processus de fonctionnement d’une pile à combustible ne produit que de l’électricité, de l’eau et de la chaleur. Ces piles sont à la fois modulaires, silencieuses, à rendements élevés et sans pièces mobiles. De plus, elles couvrent un grand éventail de températures et de possibilités d’application.
Les PAC utilisent un combustible spécifique pour fournir de l’énergie via un processus d’oxydo-réduction. Il est à noter que certains comme l’hydrogène sont obtenus en majorité (près de 95 %) grâce au reformage de combustibles fossiles. Cela aboutit à une forte émission de CO2. La question qui se pose : pourquoi l’utilisation de la pile à combustible se développe-t-elle rapidement ? Cela s’explique par le processus prévu pour la production de leur combustible. Celle-ci s’inscrit dans une méthodologie décarbonée (propre).
Toutefois, les technologies de PAC actuelles font face à certaines contraintes. Leur coût de production s’avère relativement élevé. C’est valable pour le platine nécessaire sur les électrodes et les composants fluorés composant les membranes des piles. Ainsi, ces sources d’énergie sont principalement utilisées pour des besoins ponctuels. Pour devenir réellement une solution compétitive dans le secteur de l’électricité courante, certains progrès sont nécessaires. Ils concerneront la maîtrise des coûts des matériaux formant les cœurs des PAC. Par conséquent, elles ouvrent ainsi la voie à une adoption plus généralisée de ces technologies prometteuses dans le paysage énergétique.
Les acteurs majeurs du secteur des PAC (piles à combustible)
Initialement, les piles à combustible servaient de source d’électricité dans les sous-marins classiques et pour les programmes spatiaux signés NASA. Cette technologie évolua grâce à de nombreuses études en laboratoire, aboutissant à l’apparition de différents types de PAC (piles à combustible). Le premier était les piles alcalines AFC (Alcaline Fuel Cells). Son développement en série a permis d’alimenter des véhicules spéciaux (nettoyage urbain, golf, taxis).
Puis, d’autres prototypes furent testés. Les PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cells) figurent parmi les plus utilisés de nos jours. Ces piles servent de source d’alimentation pour les applications en rapport avec l’électronique nomade. Elles approvisionnent également les véhicules électriques de nombreux constructeurs automobiles. De nombreuses entreprises se sont spécialisées dans la conception et la fabrication de ces piles à hydrogènes.
Quant aux SOFC (Solid Oxide Fuel Cells), elles conviennent parfaitement aux besoins liés à la cogénération de chaleur et d’électricité. Ces piles intéressent de plus en plus les industriels opérant dans ce domaine, mais par ailleurs certains équipementiers automobiles. Elles servent notamment à compléter les performances des piles PEMFC en alimentant les auxiliaires de bord. Les autres PAC (MCFC, PAFC, DMFC…) sont par contre utilisées pour d’autres applications aussi spécifiques que variées. Cela va de l’alimentation d’installations énergétiques stationnaires imposantes ou d’équipements d’habitations. L’émergence de ces technologies démontre une diversification prometteuse dans le paysage énergétique. Elle offre des solutions personnalisées et adaptées à des besoins variés. Elle intervient le domaine industriel ou domestique. C’est une évolution marquant une transition vers des sources d’énergie plus propres et efficaces.
