La pile à combustible

La demande

Le début de ce 21ème siècle voit apparaître de nouveaux besoins énergétiques marqués d'un caractère de plus en plus nomade. Ces besoins peuvent être de type professionnel (alimentation d'équipement électrique), structurel ( palliatif d'un manque d'infrastructure) ou de loisirs. Ainsi, dans son environnement ou pour son domaine d'activité, chacun veut disposer de source d'énergie indépendante et autonome. Cette autonomie a été jusqu'à aujourd'hui assurée pour les fortes puissances par des groupes électrogènes thermiques et pour les puissances inférieures par des piles ou des batteries rechargeables.

La solution pile à combustible

La pile à combustible est le candidat idéal au remplacement de ces types de sources d'énergie quel que soit le secteur d'application considéré. Les avantages apportés par cette technologie par rapport aux filières existantes varient en fonction de la gamme de puissance considérée :

Fortes puissances

Au delà du kiloWatt, le principal intérêt des piles à combustibles provient de leur fonctionnement silencieux et de leurs faibles émissions de gaz à effets de serre. Si cette technologie est très compétitive sur le plan des performances et de l'encombrement (masse et volume), elle rencontre en revanche des freins importants au niveau du coût lorsqu'elle est comparée à ses concurrents thermiques.

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Ce handicap devrait être vaincu dans les années à venir grâce à l'apparition des piles à combustibles dans des équipements de "marché de niche" tels que les lanceurs de satélittes, des sous-marins, des flottes captives de véhicules de transport en commun ou de particulier, ou l'électrification de bâtiments isolés. Ces premières applications permettent d'ores et déjà d'aborder une phase préliminaire de maintenance des piles au cours de leur cycle de vie, et de mise au point des procédés de production de masse. Ainsi, l'écart de coût entre les piles à combustible et ses concurrents devrait se combler dans les dix prochaines années avec le travail de développement important réalisé par les fabricants de piles de plus en plus nombreux sur ce marché. Ces fabricants proviennent généralement de l'industrie mécanique ou de la gestion des systèmes hydrauliques et thermiques, et se spécialisent sur l'assemblage des composants et sur l'intégration globale de sources d'énergies.

Faibles puissances

De quelques watts à quelques centaines de watts, la pile à combustible est, dès maintenant, compétitive tant du point de vue de la performance que du coût. Elle offre l'avantage d'augmenter, à loisirs, l'autonomie et la puissance de la source d'énergie électrique.

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La pile à combustible présente l'intérêt de répondre à cette nouvelle demande d'énergie en particulier dans le secteur des alimentations portables par la technologie, en séparant la puissance électrique de l'énergie stockée. En effet la pile à combustible transformme l'énergie chimique en énergie électriqu en son dimensionnement répondant au besoin de tension ou de puissance de l'application. L'énergie quant à elle est renfermée dans un réservoir extérieur à la pile, comme dans le cas d'une automobile où le moteur fournit la puissance aux roues alors que l'énergie (l'autonomie) est assurée par la contenance du réservoir de carburant. La pile à combustible à électrolyte polymère solide possédant une durée de vie au moins égale à celle des applications portables envisagées pourra être intégrée à ces applications dès la phase de montage/production. Seul le combustible devra ensuite être remplacé ou rechargé. Cette technologie offre ainsi l'avantage pour utilisateur d'investir dans la partie puissance de sa source d'énergie au moment de l'acquisition de son appareil électrique, et de simplement remplacer le combustible pour "recharger cet appareil portable".

Origine de PaxiTech

Ce projet de création de société est né des recherches et résultats obtenus dans un laboratoire du CEA-Grenoble sur des composants essentiels de piles à combustible (ensemble électrodes/électrolyte) et sur un type de pile à combustible spécifique.

CEA - Paxitech

Ces sources d'énergie particulière résultent d'évolutions dans l'architecture de piles à combustible basse température, permettant de limiter leur complexité technologique et de les adapter à des utilisations portables ou portatives.

Modéle de piles à combustibles

Ces piles sont spécifiques de par leur performance électrique, et en particulier la tension délivrée élevée, et de par la nature des composants qui la constituent. Elles s'adressent au marché de l'alimentation d'appareils électriques portables de "faible puissance", par exemple le secteur de multimédia portatif et de l'outillage sans fil.