Tehnica Cahier Hidrogenul este esențial în lumea industrială
Progresele realizate în pilele de combustibil cu hidrogen din anii 2000 și tranziția energetică au dat un nou impuls cercetării și dezvoltării. Proiectele s-au înmulțit și apar soluții industriale pentru extinderea aplicațiilor energiei hidrogenului.
Un alt avantaj al hidrogenului este densitatea sa de energie foarte mare. La 33 kWh/kg, aceasta este de trei ori mai mare decât cea a benzinei. Dacă păstrăm ipoteza generării de hidrogen prin electroliza apei, producția acestuia devine posibilă și aproape oriunde pe planetă, reducând corespunzător posibilele tensiuni geopolitice legate de accesul la resursele de energie fosilă [2].
Hidrogenul poate fi potrivit pentru toate aplicațiile curente sau potențiale de electricitate. Acest lucru se explică prin ușurința cu care este posibilă trecerea de la electricitate la hidrogen și invers, datorită unui electrolizator de apă și a unei celule de combustibil. Totul fără a emite niciun poluant in situ. Vectorul hidrogen constituie, prin urmare, o soluție de stocare a energiei electrice pe termen lung în multiple utilizări: generatoare staționare curate și silențioase, surse mici de energie nomadă pentru turism, dispozitive pentru producerea de electricitate, apă caldă menajeră și rece. Pentru clădiri industriale și locuințe, stocare pe rețele sau micro-rețele electrice, transport etc.
1. Principiu
Celula de combustibil este din nou în vigoare
Celula de combustibil este un dispozitiv electrochimic care convertește continuu energia chimică a combustibilului și a oxidantului în energie electrică, căldură și diferiți subproduse de reacție. Diferă de un acumulator electrochimic tradițional, cum ar fi bateria, pe mai multe niveluri. În primul rând, combustibilul este alimentat și depozitat continuu în afara celulei. Prin urmare, există o decuplare intrinsecă între energia conținută în stocare și puterea, care depinde de celula de combustibil. În cele din urmă, reîncărcarea este posibil foarte rapidă.
O celulă de combustibil este alcătuită din celule unitare formate fiecare din doi electrozi (anodul și catodul) separați de un electrolit (Fig. 1). Anodul este alimentat de un combustibil care poate fi hidrogen sau metanol. Catodul primește un oxidant, de exemplu oxigen. Între timp, electrolitul trebuie să fie un bun conductor ionic pentru a permite trecerea ionilor H + și a unui izolator, astfel încât electronii să poată fi extrși. Ansamblul celor doi electrozi și al electrolitului se numește AME (ansamblu electrod cu membrană).