Système de piles à hydrogène
Les piles à combustible sont essentielles à la neutralité climatique, car elles alimentent les véhicules et les machines sans émettre d'émissions en convertissant l'hydrogène en électricité. Cette technologie réduit la dépendance à l'égard des combustibles fossiles et les émissions de gaz à effet de serre. Les principaux composants d'une pile à combustible sont l'empilement de piles à combustible, le stockage de l'hydrogène et l'unité de contrôle de la puissance. Selon l'application, plusieurs types de piles à combustible peuvent être utilisés.
Pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEM)
La pile à combustible PEM produit de l'électricité à partir d'hydrogène et d'oxygène par le biais d'une réaction chimique. Elle est considérée comme une technologie à zéro émission puisque les seuls sous-produits sont l'eau et la chaleur. En raison de sa densité de puissance élevée, de ses faibles températures et pressions de fonctionnement et de son temps de démarrage rapide, la pile à combustible PEM est une solution idéale pour les applications sur route et hors route.
Pile à combustible à l'acide phosphorique (PAFC)
Les piles à combustible à l'acide phosphorique (PAFC) utilisent de l'acide phosphorique liquide comme électrolyte pour produire de l'électricité à partir d'hydrogène, offrant des performances robustes et une longue durée de vie. Bien qu'elles soient plus encombrantes et moins puissantes que les piles à combustible PEM, les piles à combustible PAFC sont bien adaptées aux gros engins mobiles et aux applications stationnaires en raison de leur plus grande tolérance aux impuretés des combustibles et de leur efficacité fiable.
Pile à combustible à oxyde solide (SOFC)
Les piles à combustible à oxyde solide (SOFC) fonctionnent à des températures élevées en utilisant un électrolyte céramique pour convertir une variété de combustibles en électricité avec un rendement élevé et une grande souplesse d'utilisation. Leur intérêt pour les camions, les bus et les engins mobiles électriques réside dans leur potentiel de rendement électrique élevé et leur capacité à utiliser des carburants alternatifs comme le gaz naturel, bien que leurs longs temps de démarrage et leurs besoins de gestion thermique posent des problèmes pratiques pour les applications mobiles.
Efficacité
Performance
Les performances des piles à combustible à hydrogène, essentielles pour les véhicules à zéro émission et les systèmes d'énergie renouvelable, dépendent en grande partie de la pureté de l'hydrogène, de la qualité de l'air et de la gestion thermique du système de pile à combustible. Les contaminants peuvent dégrader les catalyseurs et les membranes, réduisant ainsi l'efficacité. L'utilisation de raccords compatibles avec l'hydrogène, de filtres à air cathodiques et d'humidificateurs de piles à combustible de haute qualité est cruciale pour un fonctionnement optimal et une longue durée de vie.
Longévité
La longévité des piles à combustible à hydrogène repose sur des matériaux et une ingénierie de pointe, notamment l'utilisation de joints compatibles avec l'hydrogène et de systèmes de refroidissement avancés, afin de résister aux contraintes opérationnelles et de prévenir la dégradation. Un entretien régulier, une gestion thermique et la réduction de l'empoisonnement des catalyseurs sont essentiels pour prolonger leur durée de vie et assurer une production d'énergie constante et efficace.
Sécurité
Taux de fuite
Les fuites dans les piles à combustible peuvent résulter de la détérioration des joints, de la fatigue des matériaux ou d'un assemblage incorrect. Les mesures préventives comprennent des contrôles de maintenance réguliers, l'utilisation de matériaux et de composants de haute qualité, un assemblage précis et l'adoption de technologies d'étanchéité avancées, telles que les joints et les raccords compatibles avec l'hydrogène, afin de maintenir l'intégrité et la sécurité du système.
Fragilisation
La fragilisation de l'hydrogène dans les piles à combustible peut entraîner une dégradation des matériaux et une défaillance structurelle. Pour y remédier, il faut utiliser des alliages résistants à l'hydrogène et employer des stratégies de conception et de maintenance préventive appropriées afin de garantir la longévité et la sécurité des systèmes de piles à combustible.
Solutions pour les piles à combustible
Humidificateur pour piles à hydrogène
Filtre à hydrogène pour piles à combustible à hydrogène
Joints pour plaques bipolaires
Joints de compensation de la tolérance (joints de déformation)
Refroidisseur de pile à combustible
Assemblages de tuyaux d'hydrogène à haute pression
Raccords O-Lok
Capteur de pression
Success stories
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Ressources utiles
Aperçu des systèmes d'alimentation en hydrogène des camions et des autobus
WEBINAIRE
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