Quiconque a vu les célèbres images granuleuses de la catastrophe de Hindenburg est familier avec l'idée que l'hydrogène s'enflamme facilement. Et bien qu'il existe de nombreuses théories concurrentes concernant exactement comment et pourquoi le Hindenburg a pris feu, une vérité demeure. La combustion libère l'énergie stockée, rendant l'hydrogène utile comme carburant.
Continuez votre lecture pour en savoir plus sur la combustion de carburant, les piles à combustible et le coût élevé des émissions propres.
Contenu
Bien qu'il soit l'élément le plus abondant dans l'univers, l'hydrogène se trouve le plus souvent enfermé dans l'eau ici sur Terre. Au 19ème siècle, un chercheur du nom de William Grove a découvert que l'application d'électricité à l'eau - alias électrolyse - la séparait en ses composants de base d'hydrogène et d'oxygène. Dans le gaz résultant, l'hydrogène et l'oxygène sont mélangés mais pas liés ensemble.
Le chercheur Yul Brown s'est plongé dans la recherche pratique sur l'utilisation de ce gaz, maintenant connu sous le nom de gaz de Brown ou HHO, comme carburant. Aujourd'hui, les kits peuvent effectuer ce type de conversion dans les moteurs à combustion interne pour augmenter la consommation d'essence.
Les kits de piles à combustible à hydrogène poussent cette idée un peu plus loin. Grove a également correctement émis l'hypothèse qu'il était possible d'inverser le processus en combinant de l'oxygène et de l'hydrogène pour libérer de l'électricité. Le résultat est une pile à hydrogène.
Cependant, vous ne pouvez pas simplement jeter les atomes ensemble. L'hydrogène doit d'abord être décomposé en ses particules chargées positivement et négativement. Une pile à combustible à hydrogène fait exactement cela. Tout comme dans une batterie, d'un côté de la pile à combustible se trouve la borne positive, où l'hydrogène est introduit. Un film polymère ne laisse passer que les protons des atomes, les éliminant de l'hydrogène et ne laissant derrière eux que les électrons chargés négativement.
Les électrons sont attirés vers le côté positif de la pile à combustible, un phénomène connu sous le nom de flux d'électrons. Mais ils ne peuvent pas retraverser le film polymère comme le faisaient les protons. Au lieu de cela, ils sont dirigés à l'extérieur de la pile à combustible via un circuit. Lorsque vous ajoutez un appareil électrique comme un moteur de voiture à ce circuit, le flux d'électrons l'alimente. Alors qu'ils continuent le long du circuit vers le côté positif de la cellule, ils captent leurs protons, formant à nouveau de l'hydrogène. L'hydrogène se lie également à l'oxygène de l'air ambiant :le résultat est de l'eau.
Les seuls sous-produits de l'électricité générée par les piles à combustible à hydrogène sont la chaleur et l'eau, ce qui en fait une source d'énergie extrêmement souhaitable sur le plan environnemental. Mais les kits de piles à combustible à hydrogène n'existent actuellement que sous forme de voitures conceptuelles à diffusion limitée ou en miniature pour les voitures RC ou dans des expériences scientifiques pratiques pour les enfants. Deux grands obstacles se dressent sur la voie d'un déploiement à grande échelle des piles à combustible dans les flottes de transport mondiales, à savoir le coût et le rendement énergétique net.
La technologie des piles à combustible pour alimenter les voitures électriques est actuellement plus chère que les moteurs conventionnels. De plus, la fabrication et le fonctionnement de la cellule peuvent nécessiter plus d'énergie que la cellule ne peut en produire à son tour. Ainsi, malgré sa propreté générale, la technologie des piles à combustible n'est pas toujours efficace.
Fait intéressant, ces mêmes voitures RC et kits d'expérimentation scientifique disponibles peuvent donner une idée de la façon dont les futures piles à combustible gagneront en énergie. Certains kits de voitures miniatures utilisent des panneaux solaires pour puiser l'énergie nécessaire à l'électrolyse. Peut-être qu'à mesure que l'énergie solaire devient plus omniprésente, les piles à combustible à hydrogène le seront également.
