1. Alimentation en hydrogène gazeux :l'hydrogène gazeux est fourni à l'anode (électrode négative) de la pile à combustible.
2. Alimentation en oxygène gazeux :L'oxygène gazeux est fourni à la cathode (électrode positive) de la pile à combustible.
3. Échange d'ions hydrogène :à l'anode, les molécules d'hydrogène (H2) sont divisées en ions hydrogène (H+) et en électrons (e-). Les ions hydrogène traversent la membrane électrolytique, tandis que les électrons sont dirigés vers un circuit externe, créant ainsi un courant électrique.
4. Réduction de l'oxygène :À la cathode, les molécules d'oxygène (O2) acceptent les électrons du circuit externe et se combinent avec les ions hydrogène (H+) de l'électrolyte pour former de l'eau (H2O).
5. Électrolyte :La membrane électrolytique de la pile à combustible laisse passer les ions hydrogène tout en empêchant le mélange des gaz hydrogène et oxygène. Certains matériaux électrolytiques courants comprennent les membranes échangeuses de protons (PEM) ou les électrolytes alcalins.
6. Circuit électrique :Les électrons produits à l’anode voyagent à travers le circuit externe, générant un courant électrique. Ce courant peut alimenter divers appareils ou être stocké dans des batteries pour une utilisation ultérieure.
7. Production d'eau :En tant que sous-produit de la réaction, des molécules d'eau sont produites à la cathode. L’eau peut être libérée en toute sécurité sous forme de vapeur d’eau pure ou collectée pour d’autres usages.
Dans l’ensemble, la réaction chimique dans une pile à combustible hydrogène-oxygène peut être résumée comme suit :
2H2 (g) + O2 (g) → 2H2O (l) + Énergie électrique
Les piles à combustible hydrogène-oxygène sont très efficaces pour convertir l’énergie chimique en énergie électrique, avec des rendements pouvant atteindre 60 %. Ils sont également respectueux de l’environnement, n’émettant que de l’eau comme sous-produit, et sont considérés comme une technologie prometteuse pour les applications d’énergie propre, telles que l’alimentation des véhicules, la production d’électricité et la fourniture de systèmes d’alimentation de secours.
