La pile à combustible à Hydrogène

On réalise une pile électrique en injectant de l'hydrogène sur l'anode et de l'air à la cathode, l'oxydation de l'hydrogène fourni des électrons et donc un courant électrique, on obtient ainsi presque 1V de différence de potentiel entre les électrodes.
Anode : H2 -> 2H+ + 2e-
Cathode : O2 + 4H+ + 4e- -> 2H2O
On ne produit donc que de l'eau !
La mise en série des éléments permet de réaliser une alimentation pour un moteur électrique.

Le problème vient de la production d'hydrogène :
- L'hydrogène n'existe pas à l'état naturel , il faut donc le produire, ceci à partir : de l'eau, des hydrocarbures ou de la biomasse.
- L'hydrogène est déjà utilisé dans l'industrie, mais si l'on souhaite remplacer complètement le pétrole par l'hydrogène il faudra augmenter énormément la production.
- Actuellement la production d'hydrogène est réalisée à partir des combustibles fossiles (gaz naturel en général), mais en même temps on libère du CO2 et les combustibles fossiles sont de plus en plus rares.
- Comme nous l'avons vu plus bas, la production d'hydrogène à partir de l'eau demande de l'énergie. De plus le rendement est mauvais, et la production coûte cher.
Pour améliorer le rendement on peut réaliser l'électrolyse à haute température. On peut aussi décomposer la molécule d'eau dans un réacteur solaire à très haute température, ces procédés sont encore à l'étude...
- La biomasse peut être utilisée pour la production d'hydrogène :
la décomposition naturelle des végétaux fournie du carbone, de l'hydrogène et du méthane (gaz naturel) CH4, le CO2 généré est absorbé par les plantes lors de leur croissance.

Si l'hydrogène devient le carburant principal de nos activités, il sera nécessaire de diversifier sa production, en utilisant des moyens respectant l'équilibre écologique de notre planète : solaire, éolien, biomasse.
L'énergie nucléaire ne devrait pas être envisagée.