Sera l'avenir alimenté par l'hydrogène ?

Selon le géant automobile japonais Toyota des voitures avec piles à combustibles alimentés par hydrogéné, auront un une place dans l'avenir. Les plus importants avantages sont que l’échappement est de l’eau pure, (même buvable), que l’autonomie est égale à voitures conventionnelles et que le temps de recharge est négligeable.

La technologie est connue depuis longtemps mais il a fallu beaucoup de développement pour la rendre fiable et moins cher. Ces voitures coûtes encore plus que les conventionnelles mais il y a un espoir que les catalyseurs pauvre en platina, qui sont en cours de développement, vont abaisser le prix.

Le problème de réservoir pour hydrogène semble aussi a trouvé une solution avec une technologie basé sur fibre de carbone capable à supporter l’énorme pression de 600 bars.

Cependant, il y a d’autres problèmes. Un est de trouver des sources d’hydrogène. La fabrication à partie de gaz naturelle est actuellement dominante mais le résidu de ce processus et CO2. Une autre possibilité est de fabriquer hydrogène par électrolyse de l’eau.

Dans l’avenir il sera peut-être possible de utiliser électrolyse alimenté par  courants de sources verts. Ces dernières sont capricieuses et vont de temps en temps inévitablement produire des surplus. Pourtant, le rendement d’électrolyse n’est pas très haut, autour de 65%.

Une autre faiblesse et le rendement des piles à combustible. Selon Toyota il est de 35 - 40% en puissance maximale mais pour des vitesses plus modéré, 60 – 65 %. Combiné avec électrolyse le rendement énergétique serait donc environ 40%. C’est moins qu’une voiture avec batteries, qui utilise autour de 60% mais encore un facteur 2 mieux que des voitures conventionnels. Mais, si la source du courant est fossile, il n’aura qu’un déplacement de pollutions de les villes à la campagne.   

Pourtant, il existe potentiellement des possibles améliorations du rendement pour piles à compossible.

Une est d’utiliser l'expansion du volume d'hydrogène qui se produit lorsque la pression est réduite de 600 bars dans le réservoir à environ 2,5 bars dans la pile à combustible. Actuellement il se fait par une simple soupape, ce qui signifie que environ 9% de l'énergie est perdue comme de la chaleur. Un expanseur pourrait théoriquement profiter de cette source mais parce que le rapport de pression successivement abaisse, il est difficile à réaliser.

En utilisant les pertes de chaleur dans la pile à compossible il serait possible de récupérer un autre 9% perdus. Pour cela il faut un cycle thermodynamique qui fonctionne bien aussi à une différence de températures modeste.

De la recherche dans ces deux domaines est en cours.

En vue de ces chiffres la conclusion est que les piles à combustible sont plus énergivores que les batteries. Mais, ce point de vu n’inclut pas l’énergie nécessaire pour la fabrication.  

Il y a des gens qui font valoir que les voitures électriques avec batteries ne sont qu’une parenthèse dans le développement vers des véhicules non-polluantes. Reste à savoir.

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