Système IE-Drive à hydrogène de Intelligent Energy / Image : Intelligent Energy
Vous pensiez que les voitures à batteries avaient définitivement enterré les voitures à hydrogène ? Pas si sûr. Au Royaume-Uni, une startup croit encore en l’avenir de l’hydrogène dans l’automobile, et compte bien le prouver avec une pile à combustible aussi abordable que compacte.
Au Royaume-Uni, dans les locaux de l’entreprise Intelligent Energy, on croit encore en l’avenir de l’hydrogène et de la pile à combustible dans le domaine de l’automobile. Après 4 années de recherche, l’entreprise vient de présenter une pile à combustible annoncée comme révolutionnaire sur de nombreux aspects. Celle-ci serait, en effet, 30% plus compacte que ses concurrentes grâce à un échangeur de petite taille, et afficherait une puissance brute impressionnante de 157 kW. Côté tarif, l’entreprise annonce 100 £/kW (116 €/kW) d’ici à 2030, un prix inférieur à l’équivalent en matière de batterie, et très largement inférieur au prix moyen des piles à combustible actuelles, proche des 1000 €/kW.
Un module complet destiné à l’industrie automobile
Cette pile à combustible, entièrement pensée pour l’industrie automobile, est intégrée à l’IE-Drive, un module comprenant la pile, l’unité de commande électronique ainsi que l’échangeur de chaleur et les modules de contrôle indispensables. L’ensemble a la forme d’un moteur thermique conventionnel pour faciliter son intégration dans des véhicules, permettant notamment de maintenir la hauteur de capot relativement basse, ce qui n’est souvent pas possible avec d’autres piles à combustible. Ce facteur de forme permettrait d’intégrer la pile à combustible à des véhicules également conçus pour recevoir des moteurs thermiques.
Pour l’instant, le premier prototype a été intégré avec succès dans un SUV du fabricant chinois Changan, partenaire du projet. Peu d’informations ont été dévoilées par Intelligent Energy à ce sujet, mais l’entreprise a tout de même indiqué que lors de phases d’essais, le véhicule équipé d’un échangeur de seulement 0,34 m2, est parvenu à atteindre une vitesse de 130 km/h, et à maintenir une vitesse de 90 km/h sur une route en pente.
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La recherche sur la pile à combustible bouillonne, en particulier en Europe et en France. On y retrouve de nombreux acteurs qui croient encore grandement aux avantages de cette technologie, en particulier en matière d’autonomie et de temps de recharge. Néanmoins, si ces points particuliers faisaient sens, quelques années en arrière, l’écart entre les batteries et l’hydrogène s’est très nettement réduit grâce aux nombreuses innovations technologiques autour des batteries au lithium. De plus, si les infrastructures de recharge des véhicules à batterie sont désormais pléthore, les infrastructures de recharge pour l’hydrogène sont, elles, quasiment inexistantes. Fin 2023, on comptait plus de 110 000 points de recharge électriques, contre.. 66 stations à hydrogène.
Dans ce contexte, l’hydrogène pourrait plutôt trouver sa place autour de la mobilité lourde. Pour l’heure, les besoins en énergie sont tellement importants pour les poids lourds que les batteries, à cause de leur poids, ne permettent pas d’atteindre une autonomie importante. C’est pourquoi, plusieurs entreprises de l’hydrogène ciblent ce type de mobilité. C’est le cas d’Hopium, qui s’est fait connaître avec son prototype abandonné « Machina ». Chez Inocel, une startup issue de la surprenante collaboration entre le CEA de Grenoble et l’aventurier Mike Horn, on travaille également sur une pile à combustible qui serait adaptée aux générateurs, au transport routier ainsi qu’au transport maritime.
Commentaires
Si on parle d’hydrogène pour le transport routier, il ne faut pas oublier Symbio, qui est aussi sorti du CEA de Grenoble, à équipé les premiers Kangoo avant que Renault se désengage et d'être finalement repris par Michelin, Forvia et Stellantis.
La miniaturisation de la pile-à-combustible est une très bonne nouvelle.
Pour moi la solution n'est pas l'hydrogène mais l'ammoniac NH3 en sa qualité de vecteur d'hydrogène.
Le pouvoir énergétique au litre est 1/3 de celui du gazole. Mais le rendement d'un système de type pile à combustible étant le double d'un moteur thermique, le ratio final, en comparaison du gazole devient 1 litre de gazole contre 1,5 litre de NH3.
Le NH3 se stocke beaucoup plus facilement que le H2 : liquide à température ambiante entre 6 et 10 bars de pression (comparable au propane). Et contrairement au H2, il ne diffuse pas à travers les matériaux.
De nouvelles technologies sont apparues en laboratoires ces dernières années pour remplacer le vieux procédé de synthèse Haber-Bosch.
Et compte-tenu des caractéristiques de liquéfaction proches du butane-propane, il offre l'avantage de pouvoir utiliser les mêmes infrastructures que le GPL (camions, citernes,...).
Compte-tenu de la facilité de stockage liquide, il pourrait être produit en grande quantité pendant l'été, lorsque le solaire et l'éolien fournissent des prix négatifs (pour électrolyser l'eau en H2), être stocké pendant des mois pour être utilisé au fur et à mesure pendant toute l'année.
On le retransforme en H2 juste avant utilisation par craquage catalytique pour utilisation dans la pile-à-combustible du véhicule.
Je vous rejoint à 100% et je ne comprends pas pourquoi on parle si peut de l'ammoniac.
Mais bon, pour l'instant, les batteries sont devant.
Pour l'instant, on parle de l’ammoniac pour les navires (plusieurs navires en commande, peut-être déjà quelques-uns en fonction), pour les tracteurs agricoles (quelques prototypes ont été testés) et les poids-lourds (à une date indéterminée) et par extension les véhicules utilitaires.
Et pour l'instant l'ammoniac est synthétisé avec le procédé Haber-Bosch qui n'est pas écologique.
Pas de réseau et probablement jamais vu son coût, une techno complexe et dangereuse, un rendement énergétique encore pire que le thermique, le prix des batteries qui ne cesse de baisser, il faut beaucoup d'enthousiasme (ou de subventions) pour y croire.
Des voitures hybride batterie / hydrogène serait peut-être intéressant !
Une batterie modeste de moins de 40kWh pour le quotidien, une pile a combustible en tant que prolongateur d'autonomie pour les long trajets exceptionnels.
A condition qu'on arrive a srocker les bonbonnes sans sacrifier l'habitacle.
C'est en fait exactement ce qui ce fait déjà (mais pas avec 40KWh, ce qui serait completement absurde): les voitures à pile-à-combustible ont toutes des batteries, ne serait-ce que pour la récupération en décélération. Dans la Mirai, il y a par exemple une batterie Nickel-metal-hybride de 1,6 KWh et la Mercedes F-Cell était même une hybride rechargeable avec batterie litium-ion de 13,5 kWh.
Je sais que les voitures hydrogène ont déjà une batterie. Elle sert de batterie tempon car la pile a combustible ne peut pas être assez réactive / puissante pour les fortes accélérations. Mais ces batterie sont trop petites et/ou ne peuvent pas être utilisée en source principale d'énergie.
Ce que je decris c'est plutôt une petite Pile à combustible (genre 10kW pour réduire grandement l'énergie puisée dans la batterie, donc une pile a coût réduit) qui sert de prolongateur d'autonomie pour les long trajets, avec une batterie de 40/60kWh pour le quotidien / départemental en usage principal. Une BMW i3 ReX finalement où le ReX serait une petite pile a combustible.
J'ai eu l'occasion de tester la Mirai. Je m'attendait à quelque chose de spécial mais finalement au niveau expérience conducteur, c'est exactement comme une voiture électrique. La seule différence c'était un bouton vidange manuelle qui permet de rejeter... de l'eau et bien sur la manière de faire le plein qui diffère (ce que je n'ai pas testé). Par contre pour une voiture avec cette taille extérieure imposante, au niveau espace intérieur c'était la grosse déception: le coffre est réduit et la bonbonne dans le tunnel central donne une impression d'être à l'étroit. Si en plus on doit caser 60KWh de batteries alors il faut dans ce cas là supprimer le coffre et garder juste une boite à gants sur une voiture de 5 mètres...
Le problème de cette solution, c'est surtout le prix et le poids.
40 ou 60 KWh, c'est la capacité d'une citadine électrique actuelle qui permet d'atteindre 400Km dans les meilleures conditions.
Si on prend la nouvelle Renault 5 électrique, elle pèse déjà 1500 kilo dans la variante à 50KWh. Si on ajoute encore une pile à combustible plus réservoir, on tournerai autour des 2 tonnes (pour une citadine!) et il faudrait arriver à caser la pile à combustible et la bonbonne d’hydrogène sous pression.
De plus une pile à combustible de 10KW, ça ne suffit pas: si on regarde la BMW i3 avec son REX de 25KW qui lui permettait d'ajouter seulement 110 km d'autonomie avec 9 litres de carburant. Si on veut plus d'autonomie que 400 km, il est bien plus économique de simplement doubler la capacité de la batterie comme ce qui se fait sur une routière électrique.