Véhicules hybrides à pile à combustible (FCHV)
Le Fine-N, le dernier véhicule hybride à pile à combustible de Toyota. Le FINE-N affiche un style radical et une architecture originale, sa transmission intégrale étant assurée par quatre moteurs électriques intégrés aux roues.
Qu’est-ce qu’une pile à combustible ?
Une pile à combustible génère de l’électricité en associant hydrogène et oxygène dans une réaction chimique. Il s’agit en quelque sorte d’une centrale électrique miniature. Et puisque la pile à combustible génère de l’électricité directement sans brûler d’hydrogène, elle se montre à la fois propre et extrêmement efficace. Théoriquement, si l’on part du principe qu’une pile à combustible peut convertir 83% de l’énergie de l’hydrogène en énergie électrique, nous obtenons des rendements incroyablement élevés par rapport aux valeurs maximales pouvant être atteintes par un moteur à essence, en l’occurrence 30% à 40%. En outre, une pile à combustible ne produit en principe pas de CO2, ni d’émissions polluantes, son seul sous-produit étant l’eau.
Comment produit-on de l’électricité à partir de l’hydrogène ?
Les piles à combustible produisent de l’électricité via une réaction chimique entre l’hydrogène et l’oxygène (de l’air). L’hydrogène provient de l’électrode négative d’une pile à combustible, sur laquelle un catalyseur sépare les électrons des atomes d’hydrogène. Les électrons passent alors de l’électrode négative (cathode) à l’électrode positive (anode) de la pile à combustible, générant ainsi de l’électricité. Parallèlement, les atomes d’hydrogène qui ont partagé leurs électrons deviennent des ions d’hydrogène et traversent alors une membrane électrolytique en polymère pour atteindre le côté positif. Dès lors, grâce à un catalyseur sur l’électrode positive, les ions d’hydrogène et les électrons se combinent à l’oxygène pour former de l’eau.
Conception des piles à combustible
Il existe plusieurs types de piles à combustible, mais les applications automobiles se sont concentrées sur la pile à électrolyte polymère. Celle-ci possède en effet une membrane électrolytique en polymère dotée d’électrodes intégrées de part et d’autre. Ce montage électrodes/membrane est pris en sandwich entre des séparateurs qui forment des passages pour l’hydrogène et l’oxygène. Il faut cependant savoir qu’une seule cellule de ce type génère moins d’un volt ; c’est donc la raison pour laquelle l’on rassemble des centaines de cellules en série pour augmenter la tension obtenue. Cet ensemble est baptisé « bloc de piles à combustible » et correspond en fait à ce que la plupart des gens évoquent lorsqu’ils parlent de « la » pile à combustible
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