Peter Tucker
1 
2329
567
Avez-vous déjà vu un Ecobus? Consultez ces photos de véhicules à carburant alternatif pour en savoir plus. iStockphoto / Thinkstock Au fur et à mesure que nos besoins énergétiques augmentent, notre dépendance aux combustibles fossiles augmente également. Cependant, la peur de l'épuisement des ressources et une dépendance accrue à l'égard du pétrole étranger a jeté les projecteurs sur des sources d'énergie alternatives, telles que les piles à combustible. Au lieu de brûler du carburant, ils fonctionnent en produisant de l'électricité grâce à une réaction chimique. Une pile à combustible utilise une électrode positive (la cathode) et une électrode négative (l'anode) avec un électrolyte entre les deux pour conduire les particules chargées. Les scientifiques connaissent les piles à combustible depuis plus d'un siècle et la NASA les a utilisées dans les années 1960 sur le vaisseau spatial Apollo, puis plus tard sur la navette spatiale..
L'un des types de piles à combustible les plus efficaces est la pile à combustible à oxyde solide (SOFC). Dans un SOFC, l'oxygène est envoyé à travers la cathode, libérant des ions oxygène chargés négativement qui passent à travers l'électrolyte de la cathode à l'anode. Au niveau de l'anode, les ions rencontrent un gaz combustible et réagissent, libérant des électrons (ainsi que de l'eau, du dioxyde de carbone et de la chaleur). Cela crée un courant d'électricité utilisable. Plusieurs piles à combustible sont assemblées en une série appelée pile.
Non seulement les SOFC produisent moins d'émissions, mais ils sont également environ deux à trois fois plus efficaces que les méthodes de combustion interne. L'un des avantages des SOFC par rapport aux piles à hydrogène est la flexibilité du carburant - les SOFC peuvent fonctionner avec une variété de carburants, y compris l'hydrogène et les biocarburants. Ils utilisent également des matériaux céramiques moins chers que des métaux précieux, contrairement aux autres piles à combustible. Ils ne comptent pas non plus sur la réutilisation de la chaleur gaspillée (appelés systèmes combinés de chaleur et d'électricité). En raison de ces nombreux avantages, les SOFC se sont déjà avérés utiles pour le chauffage des bâtiments.
Cependant, de nombreuses contraintes ont limité leur applicabilité à grande échelle dans des choses comme les voitures. À savoir, les SOFC sont très gros et très chauds. La température élevée permet des rendements plus élevés, mais elle pose également des problèmes d'ingénierie. Les SOFC typiques qui ont été sur le marché, comme le Bloom Energy Server (connu sous le nom de Bloom Box), utilisent des électrolytes épais dans les piles à combustible pour ajouter un soutien structurel. Mais cela provoque plus de résistance électrique qui doit être surmontée par des températures élevées.
En 2011, cependant, des chercheurs de l'Université du Maryland ont annoncé des développements utilisant un nouveau design et différents matériaux pour l'électrolyte qui permettent une taille beaucoup plus petite. Les chercheurs ont également réussi à réduire considérablement la température de fonctionnement à 650 degrés Celsius (1202 degrés Fahrenheit), contre 900 degrés Celsius (1652 degrés Fahrenheit). Cela réduit les coûts des matériaux isolants, qui sont nécessaires pour réduire le temps dont le système a besoin pour chauffer.
Bien que les piles à combustible à hydrogène aient attiré beaucoup d'attention des médias en tant que futur des voitures à énergie alternative, beaucoup pensent que les SOFC ont en fait le plus grand potentiel de transport. Par exemple, alors même que les développements continuent de rendre les SOFC plus pratiques pour une utilisation dans les véhicules, nous pourrions voir des voitures qui combinent la batterie de voiture électrique avec la technologie SOFC..