Les piles à combustibles au diesel génèrent une énergie embarquée plus propre
Une bonne efficacité, de faibles émissions polluantes et un fonctionnement silencieux sont les principaux paramètres à l'origine de l'utilisation des systèmes de piles à combustible comme unités auxiliaires de puissance (APU) dans les applications mobiles comme les camions, les caravanes ou les yachts. Les membranes échangeuses de protons (MEP) fonctionnent cependant plus efficacement avec de l'hydrogène plutôt qu'avec des carburants d'hydrocarbures comme le diesel que l'on trouve dans les stations-services. Dans le cadre du projet FCGEN (Fuel cell based power generation) les chercheurs ont développé un système embarqué de pile à combustible fonctionnant avec du diesel et capable de fournir une énergie efficace pour les camions. Le reformage embarqué du carburant élimine le besoin d'une infrastructure hydrogène, l'unité auxiliaire de puissance utilisant le même combustible que le moteur principal. Le système auxiliaire de puissance, basé sur la technologie des piles à combustible à membranes échangeuses de protons, comprend la pile à combustible, le reformeur autotherme, les composants d'équilibre de la transmission comme la gestion de l'eau, de l'air et de la chaleur ainsi que le module de climatisation et le module de commande électronique (ECU). Les technologies catalytiques sont utilisées pour le chauffage du système au démarrage, le reformage et la purification du carburant ainsi que pour la combustion des gaz d'échappement. L'extraction d'hydrogène du carburant diesel se fait par le reformage autothermique, une réaction catalytique dans laquelle le diesel est décomposé en hydrogène, vapeur, dioxyde et monoxyde de carbone. Le monoxyde de carbone est ensuite converti en dioxyde de carbone et eau. L'eau est récupéré par le système, le rendant ainsi autoalimenté. Le dioxyde de carbone est ensuite libéré dans l'environnement, la consommation de carburant est d'environ 80 % inférieure à celle exigée pour le ralenti d'un moteur à combustion interne et la quantité de dioxyde de carbone libéré dans l'atmosphère, réduite d'autant. Le système a été conçu initialement pour les camions, les caravanes ou les yachts. Il génère près de 3 kW d'énergie électrique mais pourrait facilement être modifié pour délivrer des puissances supérieures. Il pourrait ainsi alimenter les systèmes de climatisation et de réfrigération des avions commerciaux. Non content de réduire les émissions de carbone, le système est très silencieux, une qualité hautement appréciée dans ces applications mobiles.
Mots‑clés
Diesel, pile à combustible, camions, hydrogène, FCGEN, reformage de combustible, conditionnement de l'énergie, contrôle
