Les piles à combustible à hydrogène fonctionnent à l’hydrogène. Cela semble assez simple. Le problème est que l’hydrogène n’existe pas sur Terre sous sa forme élémentaire. C’est l’élément le plus répandu dans l’univers. Ici, il est enfermé à l’intérieur des complexes. Vous devez le retirer des combustibles fossiles ou de l’eau pour l’utiliser. Cette extraction nécessite de l’énergie. Chaleur. Lumière. Électricité. Vous avez besoin d’une source extérieure pour libérer l’hydrogène.
Cela crée un obstacle majeur pour les applications automobiles. Vous ne pouvez pas simplement exploiter une veine d’hydrogène pur dans le sol. Il faut d’abord fabriquer le carburant.
Efficacité de l’hydrogène pur
Certaines piles à combustible utilisent de l’hydrogène pur. L’hydrogène a été extrait avant même d’entrer dans le système. Cette méthode est efficace. Une pile à combustible à hydrogène pur atteint généralement 80 % d’efficacité énergétique. Cela signifie que 80 % du contenu énergétique de l’hydrogène est directement converti en électricité.
Mais l’électricité ne fait pas tourner les roues. Cela doit devenir de l’énergie mécanique. Lorsque vous prenez en compte cette étape de conversion, l’efficacité globale diminue. De l’hydrogène au mouvement mécanique, une pile à combustible à hydrogène pur fonctionne avec un rendement d’environ 64 %. Ce n’est pas un système parfait. Mais c’est la norme pour les véhicules à énergie propre hautes performances.
La complication du réformateur
Tous les systèmes n’utilisent pas d’hydrogène pur. Certains s’appuient sur un reformateur de carburant à hydrogène. Ce dispositif se situe entre la source de combustible et la pile à combustible. Il extrait l’hydrogène des hydrocarbures ou des alcools. Il injecte ensuite cet hydrogène dans la cellule.
Le réformateur doit travailler dur. Il faut nettoyer l’hydrogène. Il doit séparer le combustible de la chaleur et des gaz dérivés générés lors du processus de reformage. Même avec une ingénierie avancée, la production n’est pas aussi pure que celle des approvisionnements directs en hydrogène.
Parce que l’hydrogène est moins pur, le système en souffre. L’efficacité énergétique globale d’une pile à combustible nécessitant un reformeur de carburant à hydrogène est inférieure à celle d’une pile à combustible fonctionnant à l’hydrogène pur. Vous perdez de l’énergie lors de la phase de réforme. Vous le perdez lors de la phase de nettoyage. Vous le perdez lors de la conversion.
Le compromis en vaut-il la peine ? Peut être. Si vous disposez d’un approvisionnement constant en essence ou en éthanol, un reformeur vous permet de construire un véhicule à hydrogène sans infrastructure d’hydrogène pur. Mais l’efficacité en prend un coup. Le réformateur est un mal nécessaire dans certains contextes. Dans d’autres, ce n’est qu’un goulot d’étranglement.
La science est claire. L’hydrogène pur gagne en efficacité. Mais les infrastructures sont en désordre. Nous cherchons encore à savoir où placer les pompes. Et comment rendre les réformateurs meilleurs. L’écart entre les spécifications des laboratoires et les routes réelles reste important.
