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Véhicule à piles à combustible (VPC)

Avantages

  • N'émet aucun gaz à effet de serre au tuyau d'échappement;
  • Offre une autonomie et une fonctionnalité similaires à celles d'un véhicule classique;
  • La production de l'hydrogène peut se faire à partir d'électricité provenant de sources renouvelables.

Désavantages

  • Les composants du groupe motopropulseur et du réservoir de stockage de carburant sont très coûteux;
  • Il n'existe pas d'infrastructure à grande échelle pour le ravitaillement à l'hydrogène;
  • Le grand public éprouve certains doutes quant à la sécurité de l'hydrogène, ce qui peut comporter un obstacle à son acceptation générale.

Le programme éTV s'intéresse à la technologie de piles à combustible, car elle produit peu ou pas d'émissions de gaz à effet de serre (GES), propose une solution de rechange aux combustibles fossiles et pourrait fournir un moyen de transport propre pour le Canada. éTV travaille actuellement en partenariat avec plusieurs organismes pour accélérer la commercialisation de véhicules alimentés à l'hydrogène au Canada. Par exemple, il collabore avec l'Association canadienne de l'hydrogène et des piles à combustible (ACHPC) sur l'évaluation des obstacles au stationnement de véhicules à piles à combustible dans des parcs de stationnement souterrains.

Les véhicules à piles à combustible (VPC) sont similaires aux véhicules électriques à batteries. Toutefois, au lieu de créer de l'électricité au moyen d'une réaction électrochimique réversible, l'électricité est générée au moyen d'une réaction électrochimique irréversible d'hydrogène avec de l'oxygène.

Plus particulièrement, la pile à combustible est un dispositif qui utilise une réaction électrochimique pour combiner l'hydrogène à l'oxygène afin de produire de l'énergie électrique. L'hydrogène n'existe que rarement à son état pur parce qu'il se lie normalement à d'autres éléments pour former des composés tels que l'eau (H2O) et le méthane (CH4). Quoique certaines piles à combustible puissent s'alimenter de composés avec de l'hydrogène (par exemple, le méthane), les VPC utilisent normalement des piles à combustible qui opèrent uniquement avec de l'hydrogène pur.

Les éléments des composés doivent être séparés pour obtenir de l'hydrogène pur. On obtient souvent ce dernier au moyen du reformage du méthane à la vapeur, une réaction qui décompose les mélanges de méthane (par exemple, le gaz naturel) en hydrogène et dioxyde de carbone. En comparaison avec un véhicule comparable au gaz, les émissions de GES produites par un VPC alimenté d'hydrogène obtenu par l'entremise du reformage du méthane à la vapeur sont beaucoup moindre. L'électrolyse peut aussi être utilisée pour obtenir l'hydrogène pur puisque cette réaction utilise de l'énergie électrique pour séparer l'H2O en hydrogène et oxygène. Toutefois, afin de tirer avantage de l'électrolyse, l'électricité doit avoir été générée par moyen durable, soit solaire, éolien ou hydro-électrique.

Fonctionnement d'une pile à combustible

L'hydrogène sous forme gazeux est dirigé vers la pile à combustible afin de réagir avec les métaux précieux qui s'y retrouve (voir le graphique ci-dessous). La membrane d'échange de protons (MEP) sépare les protons et les électrons de l'hydrogène. Uniquement les ions chargés positivement peuvent passer au travers de la MEP. Ce processus contraint les électrons à parcourir un circuit externe, engendrant l'électricité nécessaire au moteur du véhicule. Ce procédé produit uniquement de l'eau et de la chaleur.

Membrane d'échange de protons

Des grands progrès ont été faits quant à l'adaptation des VPC aux besoins des consommateurs. En effet, les modèles les plus récents de VPC sont moins coûteux, plus puissants, plus fiables et durables et fonctionnent mieux au froid. Par exemple, on utilise davantage des conceptions innovatrices pour emmagasiner de façon plus compacte mais tout de même sûre les réservoirs de stockage d'hydrogène et les piles à combustible. Quoique les VPC connaissent certains défis au froid et sous des conditions d'opération difficiles, des progrès ont été faits pour les surmonter. Il faut aussi des métaux précieux comme le platine et le palladium pour assurer un fonctionnement efficace et pour empêcher la contamination par des impuretés dans l'hydrogène, mais des designs pratiques servent à réduire le coût des piles à combustible. Et enfin, les gouvernements et les associations industrielles travaillent ensemble pour élaborer des normes de sécurité pour l'utilisation de l'hydrogène en tant que carburant. Cela pourrait aider à calmer les doutes du grand public quant à la sécurité de l'hydrogène, ce qui peut présentement comporter un obstacle à son acceptation générale.

Sur le site d'éTV

Date de modification :
2010-05-03