Pile à combustible

Le courant qui sort de la pile à combustible

Les piles à combustible chauffent les maisons, propulsent les voitures et alimentent les ordinateurs portables en électricité. Elles exploitent très efficacement les sources d'énergie que sont l'hydrogène ou le gaz naturel et ne polluent quasiment pas l'environnement. Cette technologie est une technologie d'avenir, mais il lui faudra encore du temps pour être à même de conquérir le marché.

Le changement climatique global et l'air pollué des grandes villes nous le prouvent : nous devons mieux exploiter nos sources d'énergie et introduire des sources d'énergie nouvelles et renouvelables. La pile à combustible, une technique connue depuis plus de 160 ans, est l'une d'entre elles.

Depuis le XXe siècle, les piles à combustible sont utilisées dans l'astronautique et alimentaient déjà en électricité les missions spatiales Gemini et Apollo. Des procédés techniques permettant une production plus efficace de l'hydrogène par électrolyse ou à base de gaz naturel ont été également développés. Les installations solaires et les éoliennes modernes permettent en outre de produire de l'hydrogène de manière écologique et sans utilisation d'énergies fossiles.

De nos jours, on fabrique des piles à combustible de toutes tailles. On en trouve tout autant dans les téléphones portables qu'à l'échelle des centrales électriques.

Les petites piles à combustible domestiques qui seront installées dans nos sous-sols à la place de l'installation de chauffage déploieront un potentiel considérable. Elles génèrent chaleur et électricité. Installées par millions, elles pourraient ainsi remplacer dans le futur les grandes centrales électriques. Simultanément, ceci permettrait de réduire les émissions polluantes, ces piles à combustible étant utilisées pour la production de chaleur et d'électricité.

Dans le monde entier, la recherche bat son plein de manière à ce que la technologie de la pile à combustible soit disponible dans les prochaines années.

L'histoire de la pile à combustible

C'est en 1839 que l'Anglais William R. Grove découvre le principe de la pile à combustible. Il expérimentait à l'époque avec l'électrolyse de l'eau pour la décomposer en hydrogène et oxygène et découvrit qu'il était possible d'inverser ce processus. Mais sa découverte était à l'avance sur son temps. Elle sombra dans l'oubli à l'intérieur des manuels d'électrochimie. Ce n'est que depuis quelques décennies que la « nouvelle » technologie de la pile à combustible renaît des cendres.

Étant donné que la tension mesurable et le courant électrique de la pile à combustible étaient trop faibles, elle ne réussit pas à s'imposer face à d'autres inventions comme la dynamo ou le moteur à explosion.

On poursuivit des recherches sur différentes formes de piles à combustible. Mais cette technique n'était pas adaptée à son époque. Premièrement, l'électrochimie était très compliquée et, deuxièmement, Werner von Siemens créa vers 1867 le premier dynamo, invention permettant de générer bien plus facilement de l'électricité.

En effet, les piles à combustible ont besoin d'hydrogène comme source d'énergie, lequel doit être lui-même généré avec de l'électricité par électrolyse. Le principe du générateur de Siemens était nettement plus simple : il convertit l'énergie mécanique en courant électrique.

Il n'en reste pas moins que Wilhelm Ostwald (1853-1932), directeur du premier institut de physico-chimie à l'université de Leipzig, prit conscience dès 1887 du potentiel que renfermait la pile à combustible de Grove :
" Songeons seulement [...] au changement d'apparence dont profiteront nos sites industriels ! Plus de fumée, plus de suie, plus de machine à vapeur, même plus de flammes..."