1. Stockage d'hydrogène :L'hydrogène est stocké dans un réservoir haute pression à bord du véhicule. L'hydrogène est généralement comprimé à environ 700-1 000 bars (10 000-15 000 psi).
2. Réaction de la pile à combustible :Le cœur d’une voiture à hydrogène est sa pile à combustible. À l’intérieur de la pile à combustible, l’hydrogène gazeux (H2) réagit avec l’oxygène (O2) de l’air pour produire de l’électricité, de l’eau et de la chaleur. La réaction chimique qui se produit dans la pile à combustible est la suivante :
2H2 + O2 → 2H2O + Chaleur + Électricité
3. Membrane échangeuse de protons (PEM) :À l'intérieur de la pile à combustible, il y a une membrane échangeuse de protons (PEM) qui sépare les molécules d'hydrogène et d'oxygène. Le PEM laisse passer les ions hydrogène chargés positivement (protons) tout en bloquant les électrons.
4. Production d'électricité :Lorsque les ions hydrogène traversent le PEM, ils se combinent avec des molécules d'oxygène et des électrons de l'autre côté de la membrane. Cette réaction génère un courant électrique qui alimente le moteur électrique du véhicule.
5. Moteur électrique :L'électricité produite par la pile à combustible alimente un moteur électrique qui entraîne les roues du véhicule. Semblable à une voiture électrique, le moteur électrique fournit le couple et la vitesse nécessaires pour propulser la voiture.
6. L'eau comme sous-produit :La seule émission d’un véhicule à pile à combustible à hydrogène est de la vapeur d’eau. La réaction chimique dans la pile à combustible produit de l’eau pure comme sous-produit, qui est rejetée par le système d’échappement.
7. Ravitaillement en hydrogène :Les voitures à hydrogène peuvent être ravitaillées dans les stations-service à hydrogène. Le ravitaillement en hydrogène est similaire au ravitaillement d’une voiture à essence, mais il nécessite un équipement spécialisé et un personnel qualifié.
Avantages des voitures à hydrogène :
- Zéro émission :Les véhicules à pile à combustible à hydrogène n'émettent que de la vapeur d'eau, ce qui les rend respectueux de l'environnement et contribue à un air plus pur.
- Haute efficacité :Les piles à combustible à hydrogène sont très efficaces pour convertir l'hydrogène en électricité, ce qui se traduit par une plus grande autonomie par rapport aux véhicules à essence.
- Ravitaillement rapide :Le ravitaillement en hydrogène peut être relativement rapide, semblable au ravitaillement d’une voiture à essence.
Les défis des voitures à hydrogène :
- Production et infrastructure d'hydrogène :Actuellement, les infrastructures de production et de distribution d’hydrogène sont limitées, ce qui rend les stations de ravitaillement en hydrogène rares.
- Coûts de production élevés :Les véhicules à pile à combustible à hydrogène et les infrastructures nécessaires à la production et à la distribution d’hydrogène restent coûteux.
- Stockage d'hydrogène :Le stockage de l'hydrogène sous forme comprimé nécessite des réservoirs haute pression, qui peuvent être encombrants et alourdir le véhicule.
Dans l’ensemble, les voitures à hydrogène offrent une alternative prometteuse aux véhicules à essence conventionnels en termes de durabilité et d’efficacité. Cependant, les défis liés à la production d’hydrogène, aux infrastructures et aux coûts doivent être relevés pour une adoption généralisée des véhicules à pile à combustible à hydrogène.
