CNRS : pile à combustible (PAC) versus batterie

Dans le Journal du CNRS de Mars 2017, visant à "donner du sens à la science" - vaste programme - la technologie de l'hydrogène est naturellement mise en avant par rapport à la voiture électrique à batterie. 

La Toyota Mirai

Voici quelques extraits de l'article qui mettent en avant la suprématie de l'hydrogène :

"La voiture à hydrogène, c’est la promesse de véhicules « zéro émission ». Appelée plus précisément « véhicule électrique à pile à combustible », elle fonctionne à l’électricité. Comme la voiture électrique classique, dont le nom exact est « voiture électrique à batterie ». La différence étant que, dans un véhicule à hydrogène, l’électricité est produite directement à bord, à partir d’hydrogène, par une pile à combustible (PAC)."

"Une pile plus efficace que la batterie"

"Ce module, de 10 à 30 litres, est composé de plusieurs cellules comprenant deux électrodes – une anode et une cathode – séparées par une membrane en polymère, qui fait fonction d’électrolyte. Les réactions électrochimiques entre l’hydrogène injecté à l’anode et l’oxygène à la cathode, conduisent à la production d’électricité, de chaleur et d’eau. Au final, le véhicule à PAC ne rejette que de l’eau. Ce qui en fait une alternative « propre » aux véhicules diesel et essence. Comme toute voiture électrique."

"Mais comparés aux voitures à batterie, les véhicules à PAC présentent plusieurs atouts pratiques. Ainsi, leur rechargement en hydrogène prend aussi peu de temps qu’un plein d’essence : 3 à 5 minutes, contre quelques heures pour recharger une voiture à batterie. Par ailleurs, leur autonomie est similaire à celle d’un véhicule diesel : un plein d’hydrogène permet de parcourir jusqu’à 600 kilomètres, soit deux à trois fois plus que les voitures à batterie."

Fonctionnement d'une pile à combustible d'un véhicule à hydrogène

Un véhicule à pile à combustible utilise uniquement l'hydrogène qui génère de l'électricité pour sa motorisation. Un véhicule à hydrogène se recharge dans une station à hydrogène qui nécessite 5 à 10 minutes comme pour un véhicule à énergie fossile. Le pot d'échappement d'un véhicule à hydrogène ne rejette que de l'eau.

Fonctionnement d'une pile à combustible

Fonctionnement d'une pile unique

La pile unique

1) Hydrogène

L'hydrogène est pompé dans la pile à combustible à travers une plaque à flux.

2) Anode : séparation des molécules d'hydrogène 

Au niveau de l'anode (point où les électrons sortent de l'appareil), un catalyseur au platine (métal qui créé une réaction chimique) sépare les molécules d'hydrogène en ions positifs d'hydrogène et en électrons de charge négative.

3) PEM (Membrane électrolyte polymère)

La membrane électrolyte polymère permet de laisser uniquement passer les ions d'hydrogène chargés positivement, forçant les électrons négatifs à se positionner le long d'un circuit externe.

Ce processus peut être comparé à la déviation d'un courant d'eau pour alimenter un moulin à eau.

4) Électricité

Les électrons séparés sont déviés le long d'un circuit externe, créant un courant électrique.

5) Oxygène

L'oxygène extérieur est pompé dans la pile à combustible à travers une plaque de flux.

6) Cathode : les molécules se combinent

Un autre catalyseur au niveau de la cathode (point où les électrons entrent dans l'appareil) fait que les électrons chargés négativement et les ions d'hydrogène chargés positivement se combinent avec l'oxygène pour créer de l'eau. (2 molécules d'hydrogène + 1 molécule d'oxygène = H20)

La pile à combustible

Pile à combustible composée de plusieurs piles uniques

La pile unique génère environ 1 volt. Pour générer un voltage suffisant pour un véhicule, des centaines de piles uniques sont empilées pour créer une pile à combustible.

L'électricité combinée par la pile à combustible actionne un moteur électrique.

La pile à combustible peut être facilement augmentée ou diminuée en fonction de la taille du véhicule.

Carte des stations de recharge pour véhicules électriques en France

Le retard français en terme d'infrastructures de recharge électrique est une réalité, souvent décriée sur les sites spécialisés en automobiles propres, Solarizine ne fait pas exception.

La carte des stations de recharge pour véhicules électriques

Ces cartes basiques ne prennent pas en compte les mises à jours récentes mais donnent une idée de la répartition des stations de recharge de véhicules électriques en France, pour plus de précisions aller directement à la fin de l'article.

Carte des stations de recharge par régions selon data.gouv.fr au 25 mai 2016 

Carte GIREVE 2016

Nombres de bornes de recharge disponibles en France

1773 bornes de recharge électrique sont disponibles en France selon les données disponibles sur le site data.gouv.fr au 25 mai 2016. 

Selon les données de GIREVE, depuis 2016, il existe 15 883 emplacements publics de stationnement permettant de recharger un véhicule électrique, répartis en 5297 stations.

Pour comparaison, l'Allemagne dispose de 7047 stations de recharge selon BDEW en 2016.

Une disparité entre les territoires en France

Cette carte basique des données GIREVE nous montre une inégalité impressionnante entre les territoires. L'Île-de-France concentrant 7 416 stations sur les 5297 disponibles, suivent l'Auvergne-Rhônes Alpes avec 1462 points de recharge et l'Aquitaine avec 1351 points de recharge.

La troisième place de la France en Europe

Selon le rapport du Think Tank du parlement européen, en 2015, le réseau de recharge des Pays-Bas est le plus développé avec 30 000 bornes de recharge, 25 000 bornes en Allemagne, la France tentant péniblement de passer la barre des 16 000, comme nous l'avons vu précédemment.

La France avançant timidement le chiffre de 20 000 points publics de recharge pour 2020, on ne peut que déplorer ce manque de politique volontariste.

Comment trouver une station de recharge en France ?

Voici, deux sites qui vous permettront d'évacuer l'angoisse du manque énergétique lors de votre itinérance électrique zéro émission en France.

Renault.fr : carte recensant les donnés GIREVE, mise à jour automatiquement. Les bornes de charge y sont classées par type de charge, de prise et de véhicule.

ChargeMap : cartographie associée à un réseau social d'identification de bornes de recharge en Europe par les utilisateurs de véhicules hybrides et rechargeables.

Ecosia, le moteur de recherche qui plante des arbres

Écosia est un moteur de recherche qui reverse 80 % de ses revenus publicitaires dans un programme de reforestation. Nous l'avons testé et bien qu'il soit incapable de trouver le blog SOLARIZINE dans son algorythme de recherche, nous avons décider de lui consacrer un article.

Un moteur de recherche basé sur BING

Les résultats de recherche d'Écosia sont générés par BING et les propres algorythmes de recherches d'Écosia. Bien qu'incapable de trouver le blog SOLARIZINE, le projet créé en 2009 semble intéressant et viable.

Un milliard d'arbre comme objectif

En 2017, Écosia affirme avoir replanté plus de 10 millions d'arbres et compte passer la barre de un milliard pour 2020. C'est tout le mal qu'on lui souhaite.

Neutralisation des émissions de CO2 par compensation

L'entreprise berlinoise neutralise 100 % des émissions CO2 de ses serveurs et de son infrastructure de fonctionnement en replantant des arbres pour compenser. Un exemple à suivre.

Brisa Roche - Each one of us, le clip qui donne envie de prendre l'air

Brisa Roché est une talentueuse et envoûtante chanteuse américaine et francophone. Elle nous offre un clip qui donne envie de prendre sa voiture zéro émission et de quitter la ville pour aller respirer un bon bol d'air. Dans le Finistère par exemple.

Brisa Roche - Each one of us, le clip

7000 éoliennes en mer du Nord !

La compagnie North Sea Wind Power Hub envisage de construire le plus grand parc éolien du monde sur une île artificielle en mer du Nord.

7 000 éoliennes en Mer du Nord : le projet le plus ambitieux du secteur à ce jour

Un ambitieux projet écologique

Le Danemark, l'Angleterre et les Pays-Bas ont pour projet de construire en mer du Nord un parc éolien de 7 000 unités, il s'agirait de la plus grande ferme éolienne au monde. La construction de cette île artificielle à une centaine de kilomètres des côtes anglaises et à 150 kilomètres du Danemark, permettrait d'alimenter 80 millions d'utilisateurs si l'on en croit les promoteurs du projet : North Sea Wind Power Hub. Un projet colossal qui pourrait nécessiter 1,35 milliards d'euros.

La France fait figure de petit joueur

Face à ce projet gigantesque force est de constater que la France est en retard, nous ne sommes plus au temps du Général de Gaulle et de la première centrale électrice marémotrice dont la France était le fer de lance en 1966. Un retard écologique qui, à la vue de la politique du tout nucléaire de la France et du retard d'investissement d'EDF dans le secteur, ne semble pas prêt de s'arranger.

Jusqu'où allons-nous descendre  ?

La vidéo du projet North Sea Wind Power Hub