1. Piles à combustible à membrane électrolytique polymère (PEM) :Les piles à combustible PEM utilisent une membrane polymère solide comme électrolyte. Ils fonctionnent à des températures basses à moyennes (généralement entre 80 et 100°C) et sont connus pour leur temps de démarrage rapide, leur rendement élevé et leurs faibles émissions. Les piles à combustible PEM sont largement utilisées dans les applications de transport telles que les véhicules de tourisme, les bus et les chariots élévateurs.
2. Piles à combustible alcalines (AFC) :les AFC utilisent une solution alcaline (généralement de l'hydroxyde de potassium) comme électrolyte. Ils fonctionnent à basse température (autour de la température ambiante) et se caractérisent par une densité de puissance élevée et une cinétique de réaction rapide. Cependant, les AFC ont une durabilité limitée et sont sensibles aux impuretés du dioxyde de carbone. Ils sont principalement utilisés dans des applications spécifiques, comme les véhicules spatiaux.
3. Piles à combustible au méthanol direct (DMFC) :les DMFC utilisent une membrane échangeuse de protons (PEM) comme électrolyte mais utilisent directement le méthanol comme carburant au lieu de l'hydrogène. Le méthanol est plus facile à stocker et à manipuler que l’hydrogène, ce qui rend les DMFC plus pratiques pour les applications portables. Cependant, les DMFC ont un rendement inférieur et une consommation de carburant plus élevée que les piles à combustible à hydrogène.
4. Piles à combustible à oxyde solide (SOFC) :les SOFC utilisent un matériau céramique à oxyde solide (tel que la zircone stabilisée à l'yttrium) comme électrolyte. Ils fonctionnent à des températures élevées (généralement autour de 800-1 000°C), ce qui permet des réactions électrochimiques efficaces. Les SOFC ont une grande flexibilité en matière de carburant, ce qui signifie qu'elles peuvent utiliser divers carburants, notamment le gaz naturel, le méthane et le propane. Cependant, ils nécessitent des temps de démarrage plus longs et sont plus complexes à fabriquer. Des SOFC sont en cours de développement pour les applications de production d’énergie stationnaire.
5. Piles à combustible à carbonate fondu (MCFC) :les MCFC utilisent des sels de carbonate fondu (un mélange de carbonates de lithium, de potassium et de sodium) comme électrolyte. Ils fonctionnent à des températures intermédiaires (environ 650-700°C) et se caractérisent par une consommation élevée de carburant et une tolérance au dioxyde de carbone. Les MCFC conviennent principalement aux systèmes de production d’électricité à grande échelle.
6. Piles à combustible à acide phosphorique (PAFC) :les PAFC utilisent de l'acide phosphorique comme électrolyte et fonctionnent à des températures relativement basses (environ 150 à 200 °C). Ils sont connus pour leur stabilité et leur fiabilité à long terme, ce qui les rend adaptés aux applications de production d'énergie stationnaire. Cependant, les PAFC ont une densité de puissance et une efficacité inférieures à celles des autres types de piles à combustible.
Ce sont quelques-unes des principales catégories de piles à combustible, chacune ayant ses propres caractéristiques, avantages et applications.
