Dans les années récentes, Les énergies renouvelables ont le vent en poupe aux États-Unis. Toujours, l'écrasante majorité de notre énergie provient de combustibles fossiles. Et, les énergies renouvelables doivent surmonter des limitations et des obstacles importants pour contribuer à une plus grande part de notre solution énergétique globale. Les piles à combustible à hydrogène pourraient être la clé de notre avenir énergétique durable.

Le terme « cellule » en ce qui concerne l'énergie est associé aux batteries, mais une pile à combustible ressemble plus à un moteur à combustion interne. C'est parce que tandis qu'une batterie stocke de l'énergie, Les piles à combustible à hydrogène hautement efficaces génèrent de l'énergie à l'aide d'une réaction chimique d'électrolyse inverse. Et, ils sont respectueux de l'environnement - ne produisant que de l'électricité, eau et chaleur.

Alors comment se fait-il qu'ils ne soient pas actuellement utilisés partout ? Après tout, Les piles à combustible sont utilisées dans les navettes spatiales de la NASA depuis les années 1960. En effet, la technologie s'est améliorée à pas de géant depuis lors. Malheureusement, comme avec les énergies renouvelables, le monde n'est pas encore tout à fait prêt. Cependant, Le professeur agrégé Jeongmin Ahn du Collège d'ingénierie et d'informatique affirme que le paysage évolue rapidement et que les piles à combustible pourraient bientôt devenir une alternative viable dans de nombreuses applications.

« Compte tenu des véritables obstacles auxquels la mise en œuvre des piles à combustible se heurtait, les décisions politiques passées aux États-Unis ont fortement favorisé les énergies renouvelables et les véhicules électriques à batterie, " dit Ahn. " Mais aujourd'hui, les choses ont changé d'une manière qui rend l'adoption généralisée des piles à combustible beaucoup plus faisable."

Ceux qui privilégient les autres solutions énergétiques par rapport aux piles à combustible ont traditionnellement souligné quelques problèmes clés :la production d'hydrogène est chère, l'hydrogène est difficile à stocker, surtout sur un véhicule, et il y a peu d'infrastructures existantes. Selon Ahn, ces objections communes ne tiennent plus comme autrefois.

Défi n°1 :Les piles à combustible et l'hydrogène sont trop chers

Il a été historiquement coûteux de produire de l'hydrogène, mais une augmentation de la production de gaz naturel aux États-Unis (une source importante d'hydrogène) l'a rendu moins cher que jamais. En outre, l'hydrogène peut être produit en décomposant l'eau par électrolyse. Plus important encore, elle a atteint un point où elle coûte moins cher que la production d'essence. Les chercheurs ont également découvert des moyens d'utiliser des matériaux moins coûteux dans la fabrication de piles à combustible. Au moins en ce qui concerne le coût, les piles à combustible à hydrogène peuvent enfin rivaliser.

Défi n°2 :Il est difficile de stocker l'hydrogène

Le stockage de l'hydrogène est difficile car il s'agit d'un gaz. Le contenir pourrait prendre beaucoup de place et nécessiter une épaisseur, chars lourds. Ceci est particulièrement préoccupant pour les véhicules à hydrogène. Heureusement, ce défi particulier semble avoir été presque entièrement surmonté. De nombreux constructeurs automobiles ont réussi à créer un système pour les véhicules utilitaires qui transportent l'hydrogène sous forme d'ammoniac, le reconvertissant en hydrogène gazeux pour alimenter la réaction chimique. Toyota a utilisé cette technologie dans sa Mirai à pile à combustible, qui est actuellement sur la route aux États-Unis, Japon et Europe, au nombre de plus de 6, 000.

Défi n°3 :Le monde est construit pour les combustibles fossiles, pas d'hydrogène

Si vous conduisez une voiture à essence comme la plupart des gens, vous ne pensez probablement jamais beaucoup à manquer de carburant. Lorsque votre jauge indique que votre réservoir est bas, il y a une station-service à chaque coin de rue. Si vous conduisez une voiture à hydrogène, vous devez être attentif à la station d'hydrogène la plus proche.

Il est vrai que nous n'avons pas d'infrastructure hydrogène solide, mais dans la plupart des pays développés, nous avons des infrastructures de gaz naturel et d'eau. Les deux pourraient être exploités comme source de production d'hydrogène pour un coût comparable ou inférieur à celui de la production d'essence. Vous n'auriez pas besoin de semi-remorques pour le livrer, il pourrait être généré sur place.

La mise en œuvre des piles à combustible est beaucoup plus réaliste que jamais. Non seulement que, dans de nombreux endroits, ils sont devenus une réalité. En plus du succès de Toyota avec la Mirai, Honda et Hyundai sont prêts à rivaliser dans l'industrie automobile à pile à combustible à hydrogène. Des entreprises comme Google, Verizon et AT&T utilisent la technologie de pile à combustible fixe Bloom Energy pour alimenter leurs installations. Et, le premier train à pile à combustible au monde est en service en Allemagne depuis septembre dernier. Les innovateurs trouvent également des moyens de combiner la technologie des piles à combustible avec des sources d'énergie renouvelables pour faire avancer les deux solutions. Ce ne sont là que quelques-uns des nombreux endroits où la technologie pratique des piles à combustible est en train d'émerger.

L'industrie n'est pas le seul domaine dans lequel les gens se sont tournés vers l'idée. En août dernier, le département américain de l'Énergie a rompu avec la tradition et a financé pour 38 millions de dollars de nouveaux projets qui soutiennent les technologies de l'hydrogène et des piles à combustible, bien loin de leur position il y a quelques années à peine. Ils estiment que jusqu'à 40, 000 véhicules à pile à combustible à hydrogène seront sur les routes américaines d'ici 2023.

"Ça prend du temps, mais de plus en plus, les gens sont ouverts à l'utilisation d'alternatives, des solutions énergétiques plus respectueuses de l'environnement, " dit Ahn. " Aucune option durable ne peut être dominante de sitôt, nous devons donc utiliser tout ce qui est à notre disposition pour réduire l'utilisation des combustibles fossiles. Prendre des mesures telles que le remplacement des moteurs à combustion par la technologie des piles à combustible contribuerait grandement à réduire les émissions et à résoudre une série de problèmes énergétiques. L'avenir des piles à combustible à hydrogène est prometteur."