En 1839, la première pile à combustible a été conçue par Sir William Robert Grove, juge, inventeur et physicien gallois. Il a mélangé hydrogène et oxygène en présence d'un électrolyte et produit électricité et de l'eau. L'invention, plus tard connue sous le nom de pile à combustible, n'a pas produit suffisamment d'électricité pour être utile.
Premières étapes de la pile à combustible
En 1889, le terme «pile à combustible»A été inventé pour la première fois par Ludwig Mond et Charles Langer, qui ont tenté de construire une pile à combustible fonctionnelle utilisant de l'air et du gaz de houille industriel. Une autre source affirme que c'est William White Jaques qui a inventé pour la première fois le terme "pile à combustible". Jaques a également été le premier chercheur à utiliser de l'acide phosphorique dans le bain d'électrolyte.
Dans les années 1920, la recherche sur les piles à combustible en Allemagne a ouvert la voie au développement du cycle du carbonate et des piles à combustible à oxyde solide d'aujourd'hui.
En 1932, l'ingénieur Francis T Bacon a commencé ses recherches vitales sur les piles à combustible. Les premiers concepteurs de cellules ont utilisé des électrodes de platine poreuses et de l'acide sulfurique comme bain d'électrolyte. L'utilisation de platine était coûteuse et l'utilisation d'acide sulfurique était corrosive. Le bacon a amélioré les catalyseurs de platine coûteux avec une cellule d'hydrogène et d'oxygène en utilisant un électrolyte alcalin moins corrosif et des électrodes en nickel peu coûteuses.
Il a fallu à Bacon jusqu'en 1959 pour perfectionner sa conception lorsqu'il a démontré une pile à combustible de cinq kilowatts qui pouvait alimenter une machine de soudage. Francis T. Bacon, un descendant direct de l'autre Francis Bacon bien connu, a nommé sa célèbre conception de pile à combustible la "Bacon Cell".
Piles à combustible dans les véhicules
En octobre 1959, Harry Karl Ihrig, ingénieur pour Allis - Chalmers Manufacturing Company, a présenté un tracteur de 20 chevaux qui était le premier véhicule à propulsion par pile à combustible.
Au début des années 1960, General Electric a produit le système d'alimentation électrique à pile à combustible NASA Capsules spatiales Gemini et Apollo. General Electric a utilisé les principes de la "Bacon Cell" comme base de sa conception. Aujourd'hui, l'électricité de la navette spatiale est fournie par des piles à combustible, et les mêmes piles à combustible fournissent de l'eau potable à l'équipage.
La NASA a décidé que l'utilisation de réacteurs nucléaires était un risque trop élevé et batteries ou l'énergie solaire était trop volumineuse pour être utilisée dans des véhicules spatiaux. La NASA a financé plus de 200 contrats de recherche explorant la technologie des piles à combustible, portant la technologie à un niveau désormais viable pour le secteur privé.
Le premier bus propulsé par une pile à combustible a été achevé en 1993 et plusieurs voitures à pile à combustible sont actuellement en construction en Europe et aux États-Unis. Daimler-Benz et Toyota ont lancé des prototypes de voitures à pile à combustible en 1997.
Les piles à combustible, la source d'énergie supérieure
Peut-être la réponse à "Qu'est-ce qui est si génial avec les piles à combustible?" devrait être la question "Qu'est-ce qui est si génial avec la pollution, changer le climat ou à court de pétrole, de gaz naturel et de charbon? "À l'aube du prochain millénaire, il est temps de placer les énergies renouvelables et les technologies respectueuses de la planète au sommet de nos priorités.
Les piles à combustible existent depuis plus de 150 ans et offrent une source d'énergie inépuisable, respectueuse de l'environnement et toujours disponible. Alors pourquoi ne les utilise-t-on pas déjà partout? Jusqu'à récemment, c'était à cause du coût. Les cellules étaient trop chères à fabriquer. Cela a maintenant changé.
Aux États-Unis, plusieurs textes législatifs ont favorisé l'explosion actuelle de la pile à combustible à hydrogène développement: à savoir le Congrès Congrès Hydrogen Future Act de 1996 et plusieurs lois des États favorisant les niveaux d'émission zéro pour les voitures. Dans le monde entier, différents types de piles à combustible ont été développés avec un financement public important. Les États-Unis à eux seuls ont injecté plus d'un milliard de dollars dans la recherche sur les piles à combustible au cours des trente dernières années.
En 1998, l'Islande a annoncé son intention de créer une économie de l'hydrogène en coopération avec le constructeur automobile allemand Daimler-Benz et le développeur canadien de piles à combustible Ballard Power Systems. Le plan décennal convertirait tous les véhicules de transport, y compris la flotte de pêche islandaise, en véhicules à pile à combustible. En mars 1999, l'Islande, Shell Oil, Daimler Chrysler et Norsk Hydroformed ont créé une société pour développer davantage l'économie de l'hydrogène en Islande.
En février 1999, la première station publique européenne de distribution d'hydrogène pour voitures et camions a ouvert ses portes à Hambourg, en Allemagne. En avril 1999, Daimler Chrysler a dévoilé le véhicule à hydrogène liquide NECAR 4. Avec une vitesse de pointe de 90 mph et une capacité de réservoir de 280 miles, la voiture a impressionné la presse. La société prévoit d'avoir des véhicules à pile à combustible en production limitée d'ici 2004. D'ici là, Daimler Chrysler aura dépensé 1,4 milliard de dollars de plus pour le développement de la technologie des piles à combustible.
En août 1999, des physiciens singapouriens ont annoncé une nouvelle méthode de stockage d'hydrogène de nanotubes de carbone dopés aux alcalis qui augmenterait le stockage et la sécurité de l'hydrogène. Une entreprise taïwanaise, San Yang, développe la première moto à pile à combustible.
Où allons-nous à partir d'ici?
Il reste des problèmes avec les moteurs et les centrales électriques à hydrogène. Les problèmes de transport, de stockage et de sécurité doivent être résolus. Greenpeace a encouragé le développement d'une pile à combustible fonctionnant avec de l'hydrogène produit de manière régénérative. Les constructeurs automobiles européens ont jusqu'à présent ignoré un projet de Greenpeace pour une voiture super efficace ne consommant que 3 litres d'essence aux 100 km.
Remerciements particuliers à H-Power, The Hydrogen Fuel Cell Letter et Fuel Cell 2000