Piles à combustible : comment cette technologie a-t-elle évolué ?

Dans le domaine des générateurs énergétiques, les piles à combustible (PAC) se distinguent des solutions classiques par leur fonctionnement et leur diversité d’application. Elles constituent également une source d’énergie à la fois écologique et durable.Cette technologie vit le jour il y a plusieurs décennies et s’est développée jusqu’à devenir une alternative d’alimentation en énergie appréciée dans de nombreux secteurs. Voici l’historique de son évolution.

Au commencement

La découverte du principe des piles à combustible est due à Christian Schönbein. C’est en 1838 qu’il réalisa au cours d’une expérience l’électrolyse de l’eau. L’utilisation d’un courant électrique lui permit d’obtenir de l’oxygène et de l’hydrogène. Toutefois, le chercheur germanique avait constaté qu’en coupant l’alimentation, ces gaz généraient un courant électrique inverse. Puis, en 1839, c’est au tour de Sir William Grove de s’y intéresser. Il concrétisa le processus en laboratoire sous la forme d’un prototype. Cette invention constitue le véritable ancêtre des PAC proposé par chaque fabricant de piles à combustible comme sur ce site pour répondre aux besoins de ses clients. Toutefois, cette découverte n’engendra pas encore de suite concrète.

Entre les années 1939 et 1953, l’intérêt pour les PAC a connu une avancée majeure. Francis Thomas Bacon relança les recherches sur cette technologie grâce à ses travaux. Ceux-ci lui ont donné l’occasion de mettre en place le premier prototype industriel de puissance. Il était de 1 kilowatt (kW). Puis, l’ingénieur britannique créa un second prototype au cours de 1959, de l’ordre de 5 kW. Ces concepts ont été les précurseurs des piles utilisés par la NASA à partir de 1960. Cela afin d’alimenter les véhicules spatiaux.

Entre 1960 et 1990

La NASA conçut des piles à combustible relativement efficace. Elles alimentèrent en énergie certaines composantes de ses véhicules. Cela permit de mener à bien les missions spatiales Apollo. Il s’agit de ceux réalisés entre 1961 et 1972. Ce n’est cependant qu’à partir de 1973 que les recherches sur les PAC reprennent de façon plus importante. Après le premier choc pétrolier, le besoin de devenir énergétiquement indépendant apparut. Cette prise de conscience naquit dans de nombreux pays (les États-Unis, le Japon et les pays européens).

Néanmoins, l’élan des recherches sur cette technologie freina à cause de l’investissement dans les composantes des piles. Cela concerna aussi bien les membranes que les catalyseurs. Ainsi, étant trop onéreuses, les piles à combustible ne furent réservées pendant de longues années qu’à des marchés de niche.

De 1990 jusqu’à maintenant

Puis, au cours des années 1990, des problèmes écologiques importants ont émergé. Ils concernèrent la pollution atmosphérique et le réchauffement climatique entre autres. Les PAC se révèlent alors être une option à envisager pour limiter l’empreinte environnementale liée à l’énergie électrique. Les industriels commencèrent à réellement s’intéresser à ces systèmes, poussés par les avancées technologiques de l’époque.

Depuis 1990, de nouvelles déclinaisons de piles à combustible ont été développées. Cela afin de répondre à divers besoins énergétiques et de servir pour plusieurs types d’application. Après les piles AFC (Alcaline Fuel Cells) utilisées par la NASA, des chercheurs créèrent les PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cells). Puis, apparaissaient les DMFC (Direct Methanol Fuel Cells), les PAFC (Phosphoric Acid Fuel Cells) et les MCFC (Molten Carbonate Fuel Cells). Sans oublier les SOFC (Solid Oxide Fuel Cells).

Les PAC alimentent maintenant les bateaux, les bus et les voitures électriques dans le secteur des transports. Ces systèmes sont aussi utilisés pour chauffer et approvisionner des bâtiments et installations entiers, des équipements électroniques, des satellites et autres.