Les piles à combustible peuvent être divisées enmembrane échangeuse de protonspiles à combustible (PEMFC) et piles à combustible à méthanol direct selon les propriétés de l'électrolyte et du combustible utilisé
(DMFC), pile à combustible à acide phosphorique (PAFC), pile à combustible à carbonate fondu (MCFC), pile à combustible à oxyde solide (SOFC), pile à combustible alcaline (AFC), etc. Par exemple, les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) s'appuient principalement surmembrane échangeuse de protonsmilieu de transfert de protons, les piles à combustible alcalines (AFC) utilisent un électrolyte à base d'eau alcaline tel qu'une solution d'hydroxyde de potassium comme milieu de transfert de protons, etc. De plus, selon la température de fonctionnement, les piles à combustible peuvent être divisées en piles à combustible à haute température et piles à combustible à basse température, les premières comprenant principalement les piles à combustible à oxyde solide (SOFC) et les piles à combustible à carbonate fondu (MCFC), ces dernières comprenant les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC), les piles à combustible au méthanol direct (DMFC), les piles à combustible alcalines (AFC), les piles à combustible à acide phosphorique (PAFC), etc.
Membrane échangeuse de protonsLes piles à combustible (PEMFC) utilisent des membranes polymères acides à base d'eau comme électrolytes. Les piles PEMFC doivent fonctionner sous hydrogène gazeux pur en raison de leurs basses températures de fonctionnement (inférieures à 100 °C) et de l'utilisation d'électrodes en métal noble (électrodes à base de platine). Comparée aux autres piles à combustible, la PEMFC présente les avantages d'une basse température de fonctionnement, d'une vitesse de démarrage rapide, d'une densité de puissance élevée, d'un électrolyte non corrosif et d'une longue durée de vie. Ainsi, elle est devenue la technologie dominante actuellement appliquée aux véhicules à pile à combustible, mais également partiellement appliquée aux appareils portables et stationnaires. Selon E4 Tech, les livraisons de piles à combustible PEMFC devraient atteindre 44 100 unités en 2019, soit 62 % de la part mondiale ; la capacité installée estimée atteint 934,2 MW, soit 83 % de la part mondiale.
Les piles à combustible utilisent des réactions électrochimiques pour convertir l'énergie chimique du combustible (hydrogène) à l'anode et de l'oxydant (oxygène) à la cathode en électricité, afin d'alimenter le véhicule. Plus précisément, les composants clés des piles à combustible comprennent le système moteur, l'alimentation auxiliaire et le moteur électrique. Parmi eux, le système moteur comprend principalement le moteur électrique, composé d'un réacteur électrique, d'un système de stockage d'hydrogène, d'un système de refroidissement et d'un convertisseur de tension CC/CC. Le réacteur est le composant le plus critique : c'est là que l'hydrogène et l'oxygène réagissent. Il est composé de plusieurs cellules individuelles empilées, et les principaux matériaux utilisés sont une plaque bipolaire, une électrode à membrane, une plaque d'extrémité, etc.
Date de publication : 23 août 2022