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Compact, light, efficient and reliable turbo compressor for fuel cell vehicles

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Dynamiser le secteur des véhicules à pile à combustible

De nouvelles innovations dans la technologie des compresseurs pour piles à combustible pourraient contribuer à rendre les transports respectueux de l’environnement plus abordables, plus fiables et plus efficaces.

Énergie

L’Europe s’est engagée sur la voie d’une réduction de ses émissions de gaz à effet de serre d’au moins 55 % à l’horizon 2030, et de la neutralité climatique à l’horizon 2050. Afin d’atteindre ces objectifs ambitieux, des changements importants s’imposent. À cet égard, la transition du transport utilisant les énergies fossiles vers des formes de mobilité plus écologiques jouera un rôle déterminant. Une composante clé de cette transition sera le déploiement de véhicules électriques, en remplacement des véhicules polluants traditionnels carburant à l’essence ou au diesel. Il est évidemment de la plus haute importance que ces véhicules soient fiables et rentables, en plus d’afficher des performances environnementales élevées. La technologie des piles à combustible, qui consiste à combiner hydrogène et oxygène pour alimenter un moteur électrique, offre une voie très prometteuse. «La technologie des piles à combustible en faveur de l’électromobilité devient de plus en plus mature», explique Christof Zwyssig, directeur technique de Celeroton en Suisse, qui a coordonné le projet Turbo-FCell. «De plus, le marché des véhicules à pile à combustible recherche de plus en plus de solutions adaptables à une fabrication en grande quantité et entraîner une diminution des coûts.»

Innovations en matière de pile à combustible

Outre la pile à combustible en elle-même, un système de piles à combustible exige également des composants supplémentaires pour fonctionner. L’une des pièces les plus importantes de ce système est le compresseur, qui est volumineux, lourd et énergivore. Le rôle du compresseur est de fournir à la pile à combustible une alimentation en air sous pression, c’est-à-dire l’oxygène dont le véhicule à pile à combustible a besoin pour fonctionner aux côtés de l’hydrogène. Si la pile à combustible elle-même a cristallisé l’attention, au même titre que le stockage de l’hydrogène, la question de savoir comment alimenter en air de manière optimale la pile à combustible n’a pas été pleinement abordée. «Les technologies de compresseurs actuelles ne sont pas optimisées pour des applications faisant intervenir des piles à combustible», ajoute Christof Zwyssig. «Pour que le marché des véhicules électriques à pile à combustible puisse se développer et déployer des véhicules respectueux de l’environnement en plus grande quantité, il faut trouver des solutions innovantes pour combler cette lacune.» C’était précisément l’objectif de Turbo-FCell. Le projet visait à rapprocher la technologie de pointe des turbocompresseurs à paliers à gaz sans huile du stade de la commercialisation. Un turbocompresseur à paliers à gaz sans huile est capable d’offrir une pureté de l’air supérieure, un aspect crucial pour prolonger la durée de vie des piles à combustible. «Nous avons dû réfléchir autrement au cours de la première année du projet», explique Fabian Dietmann, coordinateur du projet Turbo-FCell, lui aussi rattaché à Celeroton. «Cet exercice nous a permis d’étudier différentes solutions et technologies qui présentent un potentiel pour une fabrication en grande quantité tout en maintenant les performances.» À l’issue de la première phase, l’équipe du projet a été en mesure de sélectionner les technologies clés qu’elle avait identifiées pour combler le fossé technologique actuel.

Des véhicules de nouvelle génération

Au cours de la deuxième phase du projet, Fabian Dietmann, Christof Zwyssig et leur équipe ont construit un prototype de nouvelle génération qui se fonde sur ces technologies clés et ils espèrent que ce système de compresseur léger de nouvelle génération sera mis sur le marché d’ici la fin de l’année. Ils sont convaincus que leur innovation peut accroître les performances des piles à combustible, tout en pouvant s’adapter à une fabrication en grande quantité. Le marché des piles à combustible recèle certainement un énorme potentiel de croissance et il est amené à croître à un taux de 22,1 % jusqu’en 2024, pour atteindre 1,2 milliard d’EUR. «Cette innovation aidera les véhicules à pile à combustible à réaliser la percée tant attendue», précise Christof Zwyssig. D’ici-là, de nouveaux produits sont développés sur la base des technologies clés mises au point dans le cadre de ce projet. «Notre vision est de contribuer au déploiement des véhicules à pile à combustible partout en Europe, en augmentant leur efficacité et en réduisant leur coût», conclut Christof Zwyssig.

Mots‑clés

Turbo-FCell, gaz à effet de serre, combustible fossile, transport, hydrogène, compresseur, véhicule, essence, diesel

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