Comme son nom l'indique, une pile à hydrogène utilise l'énergie hydrogène pour alimenter un processus électrochimique. L'hydrogène et l'oxygène sont combinés dans ce processus pour produire de l'eau et de l'énergie électrique. C'est une forme pure d'énergie avec la chaleur, l'eau et l'électricité comme seuls produits et sous-produits.
Les piles à combustible facilitent de multiples applications, qu'il s'agisse de transport ou d'alimentation électrique de secours. Contrairement aux technologies traditionnelles basées sur la combustion, l'hydrogène système du pouvoir est plus efficace et n'émet aucune émission. De plus, il est silencieux pendant le fonctionnement car il contient moins de pièces mobiles que les technologies à combustion.
Table des matières
Comment fonctionne une pile à combustible à hydrogène ?
L'avenir de l'énergie hydrogène
5 raisons d'investir dans une pile à hydrogène
Conclusion
Comment fonctionne une pile à combustible à hydrogène ?
Les piles à combustible à hydrogène sont créées pour utiliser les niveaux d'énergie de l'hydrogène pour la production d'électricité. L'énergie d'ionisation de l'hydrogène est considérée comme faible car il faut une quantité minimale d'énergie pour dépouiller un électron de liaison de l'atome d'hydrogène. Chaque pile à combustible possède deux électrodes : une cathode positive et une anode négative. La production d'électricité se produit au niveau de ces électrodes lorsqu'un électrolyte transporte des particules électriques entre elles et le catalyseur pour accélérer la réaction.
Un catalyseur à l'anode décompose les molécules d'hydrogène en protons et en électrons. Chacun prend un chemin différent vers la cathode. Les électrons traversent un circuit externe créant un flux électrique tandis que les protons migrent à travers l'électrolyte vers la cathode. Les protons se combinent avec les électrons et l'oxygène pour produire de la chaleur et de l'eau.
L'avenir de l'énergie hydrogène
L'hydrogène propre bénéficie actuellement d'une dynamique commerciale et politique de fond. Le nombre de projets dans le monde augmente rapidement, obligeant les pays à développer leurs technologies. Il est aussi indispensable de baisser les coûts pour que l'hydrogène soit largement adopté.
Selon Rapports de recherche sur la vision, le marché mondial des piles à combustible à hydrogène devrait atteindre environ 68.06 milliards USD d'ici 2030. Il devrait croître à un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 69.5 % de 2022 à 2030.
Les fabricants travaillent sur la production d'énergie hydrogène alors que le changement climatique attire de plus en plus l'attention mondiale. La demande croissante des secteurs de l'automobile, des télécommunications et de l'habitation est également un facteur déterminant. Cela a entraîné une application domestique et commerciale croissante de l'énergie hydrogène, encourageant les entreprises du secteur de l'électricité à investir davantage dans ce domaine.
5 raisons d'investir dans une pile à hydrogène
Puissance zéro émission
L'énergie hydrogène a des émissions nulles ou inférieures à celles des énergies de combustion. Une pile à combustible à hydrogène émet de l'eau et a le potentiel de surmonter les défis climatiques critiques car il n'y a pas d'émissions de carbone.
Étant donné qu'une pile à combustible à hydrogène ne produit pas d'émissions nocives, elle élimine les coûts de manipulation de matériaux toxiques comme le carburant diesel et les fluides de batterie. De plus, le système n'a pas de polluants atmosphériques produisant du smog ou créant des problèmes de santé pour les travailleurs de l'hydrogène. centrale. Ces avantages ont abouti à l'inclusion des piles à combustible à hydrogène dans de nombreux programmes de développement durable d'entreprise bien planifiés.
Très fiable
Les experts en environnement s'accordent à dire que les piles à hydrogène sont une source d'énergie propre, silencieuse et fiable. Les cellules n'ont pas besoin d'être rechargées périodiquement comme les batteries, mais continuent de produire de l'énergie tant que la source de carburant est maintenue activée. Étant donné que les piles à combustible génèrent de l'électricité en transformant chimiquement l'hydrogène en énergie, elles peuvent atteindre des rendements plus élevés que les méthodes de production d'énergie conventionnelles telles que les turbines à vapeur.
La technologie de l'énergie hydrogène s'est avérée fiable dans des conditions difficiles, notamment des températures glaciales, des ouragans et des tempêtes hivernales. Contrairement à l'hydroélectricité et aux biocarburants, la production d'énergie hydrogène ne nécessite pas un vaste territoire. La NASA a travaillé sur l'utilisation de l'hydrogène comme ressource, avec de l'eau produite comme sous-produit pour être utilisée comme eau potable pour les astronautes.
Efficacité améliorée
Selon le Département de l'Energie américain, les piles à combustible à hydrogène ont une efficacité énergétique d'environ 40 à 60 %. Cette gamme contraste avec le moteur à combustion interne typique d'une voiture, qui est d'environ 25% d'efficacité.
Les piles à combustible à hydrogène sont généralement plus efficaces que d'autres sources d'énergie, y compris de nombreuses solutions d'énergie verte. Cette efficacité permet la production de plus d'énergie par unité de combustible. De plus, les fabricants de piles à combustible se concentrent sur des stratégies innovantes de production d'énergie hydrogène. Certains de leurs efforts incluent le développement d'électrolytes à membrane échangeuse d'ions avec des performances améliorées à un coût réduit, des modèles pour comprendre la conception du système et les conditions de fonctionnement, et la création de piles à haut rendement à la puissance nominale.
Faibles coûts d'exploitation
L'énergie hydrogène permet d'économiser plus d'argent que les systèmes électriques basés sur la combustion. Il n'est pas nécessaire de remplacer ou de charger les batteries, ce qui réduit les coûts ultérieurs tels que les frais de main-d'œuvre, d'espace et de temps.
D'autre part, les sources d'énergie comme le carburant, le pétrole et le gaz naturel nécessitent des centrales électriques massives pour la production. Les coûts d'exploitation de ces usines sont également plus élevés car elles ont besoin d'une main-d'œuvre pour travailler activement sur place.
Une pile à combustible à hydrogène demande une maintenance simple et moins de visites sur site, ce qui permet d'économiser environ 84 % des coûts d'exploitation par rapport aux générateurs à combustion pour l'énergie stationnaire. Ils sont très fiables et fonctionnent de manière optimale, gardant la main-d'œuvre concentrée sur les tâches qui lui sont assignées.
Evolutif
L'évolutivité est l'un des avantages les plus importants de l'utilisation des piles à hydrogène. Cela signifie qu'une pile à combustible individuelle pourrait être jointe à d'autres pour créer une pile. Ces piles se combinent pour créer un système plus profond de conversion de l'hydrogène en énergie.
Les cellules pourraient être conçues pour répondre à un large éventail d'exigences. Ils peuvent être utilisés pour les appareils portables, le transport ou les centrales électriques fixes. Ce type de polyvalence d'un source d'énergie renouvelable est assez rare, ce qui rend l'énergie hydrogène tout à fait unique parmi d'autres.
Conclusion
Au fur et à mesure que la technologie progresse, les piles à hydrogène évolueront dans leurs fonctionnalités et continueront de fournir de l'énergie pour une vaste gamme d'applications mobiles et fixes. Ils tendent à réduire la dépendance mondiale vis-à-vis des combustibles fossiles et contribuent à démocratiser l'approvisionnement énergétique mondial. Accroître l'adoption de l'énergie hydrogène profitera à de nombreux pays qui dépendent encore de l'approvisionnement en combustibles fossiles.
Avec de plus en plus de personnes acceptant l'hydrogène comme ressource énergétique, les consommateurs voudront disposer d'une large gamme de piles à combustible à hydrogène. Explorer Alibaba.com pour s'approvisionner en différentes piles à hydrogène et s'assurer qu'elles répondent aux exigences actuelles du marché.
