Utilisation de l’hydrogène
La quasi-totalité de l’hydrogène consommé aux États-Unis est utilisée par l’industrie pour le raffinage du pétrole, le traitement des métaux, la production d’engrais et la transformation des aliments. Les raffineries de pétrole américaines utilisent l’hydrogène pour réduire la teneur en soufre des carburants.
Le carburant pour fusée est une utilisation majeure de l’hydrogène pour l’énergie
La National Aeronautics and Space Administration (NASA) a commencé à utiliser l’hydrogène liquide dans les années 1950 comme carburant pour fusée, et la NASA a été l’une des premières à utiliser des piles à hydrogène pour alimenter les systèmes électriques des engins spatiaux.
Une fusée spatiale de la NASA
Source : National Aeronautics and Space Administration (NASA) (domaine public)
Source : Adapté du National Energy Education Project (domaine public)
Les piles à combustible à hydrogène produisent de l’électricité
Les piles à combustible à hydrogène produisent de l’électricité en combinant des atomes d’hydrogène et d’oxygène. L’hydrogène réagit avec l’oxygène à travers une cellule électrochimique similaire à celle d’une batterie pour produire de l’électricité, de l’eau et de petites quantités de chaleur.
Plusieurs types de piles à combustible sont disponibles pour un large éventail d’applications. Les petites piles à combustible peuvent alimenter des ordinateurs portables et même des téléphones cellulaires, ainsi que des applications militaires. Les grandes piles à combustible peuvent fournir de l’électricité pour l’alimentation de secours ou d’urgence dans les bâtiments et fournir de l’électricité dans des endroits qui ne sont pas connectés aux réseaux électriques.
À la fin d’octobre 2020, il y avait environ 161 piles à combustible en fonctionnement dans 108 installations aux États-Unis, avec un total d’environ 250 mégawatts (MW) de capacité de production électrique. La plus grande est le Red Lion Energy Center dans le Delaware, avec une capacité de production électrique totale d’environ 25 MW, qui utilise de l’hydrogène produit à partir de gaz naturel pour faire fonctionner les piles à combustible.
Utilisation de l’hydrogène dans les véhicules
L’intérêt pour l’hydrogène en tant que carburant de transport repose sur son potentiel de production nationale et d’utilisation dans les piles à combustible pour les véhicules électriques à haut rendement et à émissions nulles. Une pile à combustible est deux à trois fois plus efficace qu’un moteur à combustion interne fonctionnant à l’essence. L’utilisation de l’hydrogène dans les véhicules est un axe majeur de la recherche et du développement sur les piles à combustible.
Aux États-Unis, plusieurs constructeurs automobiles ont commencé à mettre à disposition des véhicules électriques légers à pile à hydrogène dans certaines régions, comme le sud et le nord de la Californie, où il est possible d’accéder à des stations de ravitaillement en hydrogène. Des véhicules d’essai sont également disponibles en nombre limité pour certaines organisations ayant accès à des stations de ravitaillement en hydrogène.
La plupart des véhicules à hydrogène sont des automobiles et des autobus de transport en commun dotés d’un moteur électrique alimenté par une pile à hydrogène. Quelques-uns de ces véhicules brûlent directement l’hydrogène. Le coût élevé des piles à combustible et la disponibilité limitée des stations de ravitaillement en hydrogène ont limité le nombre de véhicules alimentés à l’hydrogène.
Véhicule hybride à pile à hydrogène
Source : Wikimedia Commons
Le défi du ravitaillement
La production de véhicules à hydrogène est limitée car les gens n’achèteront pas ces véhicules si les stations de ravitaillement en hydrogène ne sont pas facilement accessibles, et les entreprises ne construiront pas de stations de ravitaillement si elles n’ont pas de clients possédant des véhicules à hydrogène. Aux États-Unis, il existe environ 46 stations de ravitaillement pour véhicules à hydrogène et presque toutes se trouvent en Californie. Le programme de transport propre de l’État de Californie comprend une aide à l’établissement de stations de ravitaillement en véhicules à hydrogène accessibles au public dans toute la Californie afin de promouvoir un marché de consommation pour les véhicules à pile à combustible à émission zéro.
Dernière mise à jour : 7 janvier 2021