Valentin MAZET, Jimmy VARRIER, Robin DUCRAY, Maxime DELAGE-DAMON TPE 2011 - 2012 La pile à combustible L’énergie de demain

Sommaire Histoire de la pile à combustible La pile à combustible DEFC TPE 2011 - 2012 Sommaire Histoire de la pile à combustible La pile à combustible DEFC Généralités sur la pile Les avantages Rapport qualité/prix Piles SOFC et PEMFC Fonctionnement Composants Manipulation Projets

TPE 2011 - 2012 Histoire de la pile Christian Schönbein (1799 – 1868) a découvert l’effet pile à combustible en 1839.

TPE 2011 - 2012 Histoire de la pile Après cette découverte, le premier modèle de pile à combustible est réalisé entre 1839 et 1842 en laboratoire par William R. Grove (1811 – 1896).

TPE 2011 - 2012 Histoire de la pile Mais les recherches sont abandonnées pendant près d’un siècle. En 1932, Francis T. Bacon reprend les études et en 1953, il crée le premier prototype de 1 kilowatt. Celui de 5 kW est créé par le même chercheur en 1959.

La pile a combustible defc TPE 2011 - 2012 La pile a combustible defc Généralités sur la pile Direct-Ethanol Fuel Cells Fonctionne à 90 – 120°C Consomme directement l’hydrogène contenu dans l’alcool Mais pile seulement en développement et non commercialisée Faite pour l’alimentation de la micro-électronique*

La pile a combustible defc TPE 2011 - 2012 La pile a combustible defc Les avantages Chaîne d’approvisionnement* déjà en place Stockage plus aisé car pas de haute pression Densité énergétique plus importante Peut être obtenue en grandes quantités grâce à la biomasse*

Piles PEMFC et SOFC Fonctionnement TPE 2011 - 2012 Piles PEMFC et SOFC Fonctionnement Pile à membrane échangeuse de protons Fonctionne à 80°C Electrolyte : Membrane polymère

Piles SOFC et PEMFC Pile à oxyde solide Oxydation* Fonctionne à 800°C Electrolyte : Céramique

Piles SOFC et PEMFC Composants Pile à membrane échangeuse de protons Deux plaques bipolaires, deux électrodes, une membrane échangeuse de protons qui fait office d’électrolyte, des catalyseurs. Pile à oxyde solide Substrat*, anode*, électrolyte*, cathode*

Piles SOFC et PEMFC Rapport qualité/prix Pile à membrane échangeuse de protons Cette pile a un succès dans les programmes spatiaux mais son coût reste très élevé. Pile à oxyde solide Les recherches vont vers cette pile pour baisser les prix en utilisant des matériaux métalliques à meilleures propriétés chimiques.

TPE 2011 - 2012 manipulation Voiture fonctionnant avec une pile à combustible « Kit Science Auto » avec sa station de recharge solaire « Horizon FCT ». Pile à éthanol direct entrainant un moteur de voiture

TPE 2011 - 2012 Projets Nombreuses marques de voiture se tournent vers la pile à hydrogène : BMW, Ford, Honda, … Des prototypes de : tracteurs à hydrogène ordinateurs portables (refroidissement par évaporation inspiré des plantes vertes) avions qui remplaceront le Concorde certains pôles de compétitivité (clusters)

Glossaire Anode Cathode Catalyseur Micro-électronique TPE 2011 - 2012 Glossaire Anode Cathode Catalyseur Micro-électronique Chaîne d’approvisionnement Electrolyte Biomasse Oxydation Substrat