1.10. Conclusion :
Les piles à combustible, plus
généralement, la « filière hydrogène »,
est un moyen intéressant de valoriser l'énergie chimique contenue
dans divers combustibles, avec un très bon rendement, sous la forme
« noble » d'énergie électrique.
Les réactions électrochimiques en jeu ne produisent
pas d'émissions polluantes, et elles n'émettent ni bruit ni
odeur.
Déjà, de nombreuses installations fonctionnent,
et des programmes de recherche ambitieux tentent de développer de
nouvelles applications, notamment dans le domaine des transports et des
applications statiques (production d'énergie électrique,
cogénération).
Enfin, si les piles à combustible devenaient un jour un
produit de série pour les constructeurs automobiles (avec des puissances
embarquées de quelques dizaines de kW) à des prix compatibles
avec ce marché, la mise à disposition des particuliers de
générateurs individuels (quelques kW) pourrait concurrencer
grandement la connexion aux grands réseaux nationaux.
2.1 Introduction :
Dans ce chapitre on s'intéresse à la
modélisation statique de la pile à combustible PEMFC. Ce type de
pile retient notre attention pour trois raisons essentielles :
1) Sa température de fonctionnement relativement basse
laisse envisager une technologie simplifiée pour assurer un
démarrage rapide et une évacuation aisée de la chaleur
produite à température ambiante, ce premier point est essentiel
pour l'application résidentielle que nous traitons.
2) Elle est, ensuite, insensible à la présence de
CO2 dans l'air, contrairement à la filière alcaline.
3) Enfin elle est de technologie (tout solide) et donc peut
à la fois prétendre à des durées de vie
supérieures aux piles à électrolyte liquide (pas de
pièces mobiles au sein du convertisseur) ainsi qu'une industrialisation
plus aisée : ceci permet d'envisager un coup prospectif compatible avec
le marché visé, d'autant qu'elle offre une compacité
sensiblement supérieure à celle des autres filières. C'est
pour toutes ces raisons que nous avons choisi d'étudier l'utilisation
d'une pile PEMFC dans une application résidentielle.
Dans une pile à membrane échangeuse de protons,
le combustible brûlé est l'hydrogène et le comburant
l'oxygène, en général prélevé de l'air
ambiant, le produit de la réaction chimique étant l'eau.
L'hydrogène utilisé est soit, stocké dans des bouteilles
de gaz comprimé ou dans des hydrures métalliques, soit produit
par reformage à l'eau de différents combustibles : gaz naturel
(CH4), charbon, méthanol, propane, ...
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