Les voitures à hydrogène sont l'avenir de l'industrie automobile. Comment fonctionnent les voitures à hydrogène comme la Toyota Mirai et la BMW X5 ?

Les voitures à hydrogène n'occupent pas encore une position de force sur le marché. Peu de fabricants décident de se concentrer entièrement sur le développement de cette technologie. Les travaux portent encore essentiellement sur les moteurs électriques et les moteurs thermiques ou hybrides moins polluants. Malgré une forte concurrence, les voitures à hydrogène sont une curiosité. Qu'est-ce qu'il vaut la peine de savoir à leur sujet ?

Comment fonctionne l'énergie hydrogène ?

Le plus grand avantage des véhicules à hydrogène est leur respect de l'environnement. Il convient de noter ici que pour pouvoir les définir de cette manière, il est nécessaire de respecter les principes de protection de l'environnement également dans le processus de production. 

Les voitures à hydrogène fonctionnent de telle manière qu'elles génèrent l'électricité nécessaire pour déplacer le véhicule. Ceci est possible grâce aux piles à combustible installées avec un réservoir d'hydrogène qui génère de l'électricité. La batterie électrique agit comme un tampon. Sa présence dans l'ensemble du système moteur du véhicule est nécessaire, par exemple, lors d'une accélération. Il peut également absorber et stocker l'énergie cinétique lors du freinage. 

Le processus qui se déroule dans un moteur à hydrogène 

Il convient également de savoir ce qui se passe exactement dans le moteur à hydrogène du véhicule lui-même. La pile à combustible produit de l'électricité à partir d'hydrogène. Cela est dû à l'électrolyse inverse. La réaction elle-même est que l'hydrogène et l'oxygène de l'air interagissent pour former de l'eau. Cela génère de la chaleur et de l'électricité pour entraîner le moteur électrique.

Piles à combustible dans les voitures à hydrogène

Les piles à combustible PEM sont utilisées dans les véhicules à hydrogène. C'est une membrane électrolytique polymère qui sépare l'hydrogène et l'oxygène entourant l'anode et la cathode. La membrane n'est perméable qu'aux ions hydrogène. Dans le même temps, à l'anode, les molécules d'hydrogène sont séparées en ions et électrons. Les ions hydrogène traversent ensuite l'EMF jusqu'à la cathode, où ils se combinent avec l'oxygène atmosphérique. Ainsi, ils créent de l'eau.

D'autre part, les électrons d'hydrogène ne peuvent pas traverser l'EMF. Par conséquent, ils traversent le fil reliant l'anode et la cathode. De cette façon, de l'électricité est générée, qui charge la batterie de traction et entraîne le moteur électrique de la voiture.

Qu'est-ce que l'hydrogène?

Il est considéré comme l'élément le plus simple, le plus ancien et en même temps le plus commun de tout l'univers. L'hydrogène n'a pas de couleur ou d'odeur spécifique. Il est généralement gazeux et plus léger que l'air. Dans la nature, il n'existe que sous une forme liée, par exemple dans l'eau.

L'hydrogène comme carburant - d'où provient-il ?

L'élément H2 est obtenu dans le processus d'électrolyse. Cela nécessite du courant continu et un électrolyte. Grâce à eux, l'eau est divisée en composants séparés - l'hydrogène et l'oxygène. L'oxygène lui-même se forme à l'anode et l'hydrogène à la cathode. Le H2 est souvent un sous-produit des procédés chimiques, de la synthèse du gaz naturel ou du raffinage du pétrole brut. Une part importante de la demande en hydrogène est satisfaite par des sources d'énergie renouvelables.

Hydrogène provenant de sources renouvelables - quelles matières premières entrent dans ce groupe ?

Il convient de préciser quels matériaux spécifiques peuvent être appelés matières premières renouvelables. Pour que les véhicules à hydrogène et à pile à combustible soient durables, le carburant doit provenir de sources telles que :

• photovoltaïque;
• l'énergie éolienne;
• l'énergie de l'eau;
• énergie solaire;
• l'énergie géothermique;
• biomasse.

Voitures à hydrogène - Toyota Mirai

La Toyota Mirai 2022, ainsi que 2021, est l'un des modèles les plus fréquemment choisis par les clients. Mirai a une autonomie allant jusqu'à 555 km et un moteur électrique de 134 kW situé à l'arrière de la voiture. L'énergie est générée par des piles à combustible embarquées situées sous le capot avant de la voiture. L'hydrogène est utilisé comme énergie primaire et stocké dans des réservoirs dans le soi-disant tunnel à cardan sous les sièges arrière. Les réservoirs contiennent 5,6 kg d'hydrogène à 700 bar. Le design de la Toyota Mirai est également un avantage - le design de la voiture n'est pas futuriste, mais classique.

Mirai accélère à 100 km/h en 9,2 secondes et a une vitesse de pointe de 175 km/h.. La Toyota Mirai délivre une puissance constante et répond très bien aux mouvements du conducteur - à la fois en accélération et en freinage.

BMW X5 à hydrogène - une voiture à laquelle il faut prêter attention

La gamme de véhicules à hydrogène comprend également des VUS. L'un d'eux est le BMW X5 Hydrogen. Le modèle dans sa conception ne diffère pas de ses homologues de four de la même série. Seuls les panneaux lumineux ou le design des jantes peuvent différer, mais ce ne sont pas des incohérences flagrantes. Le produit de la marque bavaroise dispose de deux réservoirs capables de stocker jusqu'à 6 kg de gaz, ainsi que de piles à combustible d'une capacité allant jusqu'à 170 ch. Fait intéressant, BMW s'est associé à Toyota. Le modèle X5 à hydrogène est développé en utilisant la même technologie que les voitures du constructeur asiatique Hydrogen NEXT. 

Les voitures à hydrogène sont-elles vraiment vertes ?

Le principal avantage des voitures à hydrogène est qu'elles sont respectueuses de l'environnement. Cependant, que ce soit réellement le cas dépend en grande partie de la façon dont l'hydrogène est produit. A l'heure où le principal moyen d'obtention de carburant est la production à partir de gaz naturel, l'électricité, qui est en soi écologique et sans émission, ne réduit pas toute la pollution qui se produit lors de la production d'hydrogène. Même après une utilisation prolongée de la voiture. Une voiture à hydrogène peut être qualifiée de complètement verte si l'énergie nécessaire à son fonctionnement provient entièrement de sources renouvelables. En même temps, le véhicule est totalement sans danger pour l'environnement. 

Voitures à hydrogène - résumé

Les véhicules électriques ont une autonomie sans cesse croissante et sont également très amusants à conduire. Cependant, le ravitaillement en carburant des véhicules électriques peut être un défi. Les voitures avec un tel entraînement feront leurs preuves à proximité des grandes villes, comme Varsovie.Il y a encore peu de stations-service d'hydrogène dans notre pays, mais cela devrait changer d'ici 2030, lorsque le nombre de stations passera à plus de 100, selon Orlen.