3. Les piles à combustible
Une pile à combustible est un générateur d'électricité qui transforme directement l'énergie chimique d'un combustible en énergie électrique. Il se distingue des générateurs thermiques par le fait que le processus de combustion est séparé dans l'espace en deux étapes simultanées : une réaction d'oxydation du combustible sur une anode et une réaction de réduction du comburant sur une cathode. Il se différencie des accumulateurs et des piles classiques par la nature de ses électrodes qui ne subissent aucune modification de structure au cours des réactions électrochimiques mais servent uniquement de support à ces réactions, les réactifs comburant et combustible étant stockés à l'extérieur, ce qui permet un fonctionnement continu.
Le principe du fonctionnement d'une pile à combustible est connu depuis très longtemps. C'est en 1839 que l'Anglais William Robert Grove construisit le premier modèle de laboratoire constitué d'un assemblage en série de couples d'électrodes en platine.
Pendant un siècle environ, la pile à combustible n'a pas suscité d'intérêt. Les raisons principales résidaient dans la difficulté qu'il y avait à réaliser des électrodes convenables et dans le développement plus rapide d'autres types de générateurs d'énergie qui virent le jour à la fin du xixe siècle et réussirent à s'imposer, compte tenu de leur grande puissance massique et de leur faible prix (moteurs à combustion interne notamment).
Vers 1935, un autre Anglais, F. T. Bacon, reprit l'étude des piles à combustible. Ses travaux aboutirent en 1953 au premier prototype de 1 kW qui servit de modèle à la pile hydrogène-oxygène des missions spatiales Apollo. Ce fut le déclenchement d'une âpre compétition technologique qui se poursuit à l'heure actuelle.
• Principe de fonctionnement
L'objectif des piles à combustible consiste à contrôler le réarrangement électronique impliqué dans une réaction de combustion par l'intermédiaire de deux électrodes catalytiques baignant dans un électrolyte, combustible et comburant étant mis au contact de l'électrolyte respectivement à l'anode et à la cathode.
Le plus souvent, un des réactifs ré […]
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