Une voiture à hydrogène est un type de voiture qui utilise des piles à combustible pour alimenter son moteur. Ces voitures sont en développement depuis de nombreuses années et les premiers modèles disponibles dans le commerce ont commencé à apparaître en 2014. Les voitures à hydrogène offrent de nombreux avantages par rapport aux véhicules à essence traditionnels, notamment des émissions réduites, une durabilité accrue et une plus grande autonomie. Cependant, il y a aussi des défis majeurs à surmonter avant que ces véhicules puissent devenir courants. Dans cet article, nous examinerons de plus près le fonctionnement des voitures à hydrogène et explorerons les avantages et les inconvénients de cette technologie émergente.
L’hydrogène n’est pas renouvelable, Il doit être produit
Sur Terre, l’hydrogène n’est pas disponible sous forme naturelle. Ce gaz ne peut donc pas être considéré comme une source renouvelable, du moins sous sa forme primaire. C’est plutôt un vecteur d’énergie. Aujourd’hui, il est produit par la gazéification du charbon et le traitement chimique des hydrocarbures, deux pratiques non durables, en raison de la grande quantité de dioxyde de carbone rejetée dans l’atmosphère (ou par le reformage à la vapeur du gaz naturel), un processus qui consiste à faire réagir du méthane et l’eau. de la vapeur à une température comprise entre 700 et 1 100°C pour produire du gaz de synthèse, mélange de monoxyde de carbone et d’hydrogène, voire, avec deux systèmes respectueux de l’environnement, l’environnement.
Dans le premier cas, les algues, mais aussi les boues et les eaux usées, sont utilisées dans des bioréacteurs spéciaux. Dans le second, on s’appuie sur l’électrolyse de l’eau.
L’électrolyse éolienne ou solaire est durable
Lors de l’électrolyse de l’eau, un courant basse tension traverse le liquide et produit de l’oxygène et de l’hydrogène sous forme gazeuse. Dans le passé, l’électricité consommée pour cette opération valait plus que l’hydrogène produit ; le bilan énergétique était donc négatif et insoutenable. Il fallait au moins 45 kWh pour produire un kilogramme d’hydrogène, alors que la technologie actuelle, aidée par la disponibilité de solutions aqueuses d’alcools renouvelables comme l’éthanol, le glycérol et d’autres extraits de biomasse, fixe le besoin énergétique à 18,5 kWh. L’énergie qui est de plus en plus fournie par des sources renouvelables (éolien et solaire principalement) et qui, dans certains pays comme l’Allemagne, est liée à la nécessité d’absorber les pics de production, d’optimiser l’ensemble du système et de faire de l’hydrogène une source littérale. « renouvelable ».
Un bilan énergétique positif est possible
La production d’hydrogène à partir de sources renouvelables permet un bilan énergétique positif. C’est l’avis de Toyota, par exemple, la première marque au monde à avoir introduit sur le marché une voiture à pile à combustible standard, qui s’est engagée à créer une chaîne d’approvisionnement vertueuse dans les villes japonaises de Yokohama et Kawasaki grâce à la haute Hama Wing . -parc éolien technologique.
Cependant, pour que l’hydrogène devienne abordable, et donc économiquement durable, de nouveaux développements sont nécessaires. Premièrement, la multiplication des stations-service et des flottes de voitures et d’autobus capables d’assurer une charge adéquate pour chaque station. Une manière opérationnelle, en somme, qui minimise les risques financiers et fait passer la distribution de ce carburant d’une technologie de niche à une solution de masse.
Un horizon auquel croient fermement certains constructeurs, attirés par l’objectif de produire des véhicules à zéro émission (à condition que l’hydrogène ne soit pas issu, comme on l’a dit, d’énergies fossiles) et caractérisés par une autonomie généreuse, renouvelable en quelques minutes.
La voiture à hydrogène repose sur l’électrochimie
Les systèmes de propulsion à hydrogène convertissent l’énergie chimique de ce carburant en énergie mécanique de deux manières fondamentales : en le brûlant dans un moteur à combustion interne, comme c’est le cas avec les fusées de la NASA, l’agence de navette spatiale américaine, ou en le faisant réagir avec de l’oxygène dans une pile à combustible. produire de l’électricité.
Les véhicules qui suivent la première stratégie sont appelés HICEV (Hydrogen Internal Combustion Engine Vehicle), tandis que les seconds sont appelés FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle). La mobilité du futur est en effet réservée à ces derniers, du fait de l’absence d’émissions et de l’accessibilité de la technologie nécessaire pour réaliser des kilométrages remarquables avec un simple ravitaillement en carburant.
Les piles à combustible produisent de l’énergie mais aussi de l’eau
Les piles à combustible, au cœur des voitures modernes à hydrogène, sont des dispositifs électrochimiques qui permettent d’obtenir de l’électricité à partir de la combinaison d’hydrogène et d’oxygène, sans aucun processus de combustion thermique. La réaction nécessaire pour cela est basée sur l’idée de briser les molécules d’hydrogène en ions et électrons positifs; ces derniers, traversant un circuit extérieur, fournissent un courant électrique proportionnel à la vitesse de la réaction chimique, utilisable à toutes fins. Cette réaction produit un résidu, l’eau, qui peut être rejeté dans la nature car il est parfaitement compatible avec l’environnement et n’est pas du tout modifié.
L’hydrogène doit être comprimé
Les problèmes techniques liés à l’utilisation de l’hydrogène pour l’automobile sont essentiellement liés à sa faible densité énergétique volumique (notamment par rapport aux hydrocarbures) qui nécessite soit des pressions particulièrement élevées pour le stockage, soit, alternativement, un traitement cryogénique. Actuellement, il n’y a pas d’alternative dans le secteur automobile, car tant l’adoption de grands réservoirs que le stockage sous forme d’ammoniac, d’hydrures métalliques, d’hydrocarbures synthétiques (comme le méthanol) ou de nanotubes, et de carbone et de silicium, ne sont guère adaptés à une utilisation dans les véhicules compacts. La pression de stockage joue donc un rôle central dans l’utilisation de l’hydrogène pour le mouvement, bien qu’elle ouvre la porte à des questions concernant moins la sécurité que l’adéquation et la durabilité du système, car l’hydrogène comprimé implique une dépense d’énergie.
La voiture à hydrogène partage les avantages des voitures électriques
Une voiture à hydrogène est une voiture électrique, mais équipée de piles à combustible au lieu de batteries ordinaires. D’un point de vue conduite, rien ne change, car les avantages tels que la poussée immédiate, le débit linéaire, l’absence de chocs lors de la reprise et le confort de premier ordre ne sont pas remis en cause.
Quels sont les avantages d’utilisation de la pile à combustible dans les automobiles ?
Si les piles à combustible suscitent un tel engouement, c’est parce qu’elles présentent aujourd’hui de nombreux avantages essentiels : – Elles produisent de très bons rendements énergétiques. – Ils sont très peu ou pas polluants (selon le combustible utilisé). – Ils sont silencieux.
Quels sont les avantages et les inconvénients de la solution hydrogène pour les transports ? L’hydrogène est une solution zéro émission. Un véhicule à hydrogène est un véhicule électrique qui consomme de l’hydrogène et n’émet que de l’eau. Il combine le meilleur des deux mondes : pas de pollution, une autonomie équivalente à celle d’un véhicule thermique et une recharge très courte.
Quel intérêt et quel inconvénient présente la pile à hydrogène pour l’environnement ?
La pile à combustible à hydrogène présente deux avantages importants par rapport aux moteurs thermiques. Il ne rejette aucun élément impur lors de la distribution d’énergie, ce qui en fait un allié précieux dans la lutte contre le réchauffement climatique.
Quels sont les avantages des piles à hydrogène ?
Combustible propre : une pile à combustible alimentée à l’hydrogène produit de l’électricité et le processus chimique libère de l’eau. Ainsi, l’hydrogène fournit l’énergie nécessaire aux véhicules équipés d’une pile à combustible et permet une mobilité sans émission de polluants.
Quel est le problème de l’hydrogène ?
Lorsque l’hydrogène est produit à partir d’hydrocarbures, cela pose plusieurs problèmes écologiques. Premièrement, ces hydrocarbures, ces énergies fossiles, doivent être extraites, ce qui génère une dégradation de l’environnement et des émissions de CO2.
Quel est l’inconvénient de l’hydrogène ? Les inconvénients de l’hydrogène Le principal inconvénient de l’hydrogène est que l’exploitation de cette énergie est encore relativement coûteuse. Dans ce cas, le coût de production de l’hydrogène vert est compris entre 3 et 6 €/kg quand le coût de production de l’hydrogène gris est de 1,5 €/kg.
Quel est l’avenir de la voiture à hydrogène ?
Concernant l’usage, Mobilité Hydrogène France estime que 250 stations pourraient être installées d’ici 2024, ce qui permettrait la circulation de 120 000 véhicules, principalement des véhicules utilitaires, des poids lourds, des wagons et des bus.
Pourquoi l’hydrogène n’est pas une source d’énergie ?
Comme l’électricité, le dihydrogène H2 (hydrogène) est principalement un vecteur énergétique et non une énergie en tant que telle, car il est produit par une réaction chimique à partir d’une ressource primaire.
Est-ce que l’hydrogène est polluant ?
Ainsi, notons d’abord que l’utilisation de l’hydrogène pour la production d’électricité dans une pile à combustible ne génère que des eaux usées. Il n’y a pas d’émission de polluants sur le site en question. Son utilisation peut donc être qualifiée de pure.
Comment fonctionne une voiture à l’hydrogène ?
Comment fonctionne réellement le véhicule à pile à hydrogène ? Leur énergie électrique est fournie par une pile à combustible. L’hydrogène est stocké sous pression dans les réservoirs dédiés du véhicule. Ce gaz (H2), ainsi que l’oxygène (O2) de l’air ambiant, alimentent la pile à combustible.
Quelle est l’autonomie d’un véhicule à hydrogène ? Avec une voiture à hydrogène, l’autonomie n’est pas un vrai problème. Si l’offre est encore limitée, les modèles actuellement sur le marché peuvent parcourir plus de 500 à 600 km avec un réservoir plein.
Quel est le prix d’un plein d’hydrogène ?
Le prix d’un plein d’hydrogène Concernant un plein d’hydrogène, le kilogramme est actuellement facturé entre 10 et 15 €. Les véhicules à hydrogène actuels transportent environ 6 kg.
Quels sont les inconvénients de la voiture à hydrogène ?
Les points noirs de la technologie hydrogène Fabrication énergivore de piles à combustible et de réservoirs ; Voitures très chères et offre limitée; Réseau de transport et de stockage d’hydrogène compliqué et extrêmement limité ; Production d’hydrogène problématique.
Sources :