Qu’est-ce qu’un chauffage à pile à combustible

Qu’est-ce qu’un chauffage à pile à combustible

Chauffage par pile à combustible : Opportunité vers une production d’énergie durable ?

Les radiateurs à pile à combustible génèrent de l’électricité et de la chaleur via ce que l’on appelle la combustion froide. Dans un procédé électrochimique, l’hydrogène est converti en énergie de manière particulièrement efficace et respectueuse de l’environnement.

Chauffage à pile à combustible © JFsPic, stock.adobe.com
Chauffage à pile à combustible © JFsPic, stock.adobe.com

Cela signifie que les systèmes de chauffage à pile à combustible s’inscrivent dans la tendance vers les sources d’énergie alternatives. Le ministère fédéral de l’Économie et de l’Énergie promeut également les technologies de l’hydrogène et des piles à combustible dans le cadre d’un programme national d’innovation.

Lisez ici ce qu’est le chauffage par pile à combustible et pourquoi il est considéré comme une opportunité en ce qui concerne les sources d’énergie renouvelables et le développement vers une production d’énergie durable.

L’énergie électrique du processus chimique

Contrairement aux systèmes de chauffage conventionnels au gaz et au mazout, les systèmes de chauffage à pile à combustible fonctionnent avec une combustion à froid. Aucun carburant n’est brûlé, mais un processus électrochimique a lieu. La technologie combinée de chaleur et d’électricité est utilisée pour cela, et l’hydrogène est traité par la pile à combustible. De cette manière, le système de chauffage à pile à combustible génère de l’électricité et de la chaleur à partir de la réaction chimique de l’hydrogène et de l’oxygène.

L’hydrogène est l’un des éléments les plus communs sur terre. On le trouve principalement dans des composés chimiques tels que l’eau, les acides ou les hydroxydes et dans des composés organiques tels que les protéines, les graisses, le pétrole et le gaz naturel. L’hydrogène doit d’abord en être libéré et ainsi obtenu.

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Expliqué : La combustion à froid dans la pile à combustible
Expliqué : La combustion à froid dans la pile à combustible

Pour le fonctionnement d’un système de chauffage à pile à combustible, ce n’est pas de l’hydrogène pur qui entre dans la maison, mais du gaz naturel. Dans ce qu’on appelle le reformeur, un catalyseur extrait l’hydrogène. Celle-ci est désormais disponible pour la production proprement dite de chaleur et d’électricité.

Chauffage par pile à combustible: schéma des processus
Chauffage par pile à combustible: schéma des processus
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Histoire de la technologie des piles à combustible

La technologie des piles à combustible n’est pas si nouvelle, même si elle est actuellement considérée comme la source d’énergie du futur et que les systèmes de chauffage à pile à combustible prêts à être produits en série ne sont pas disponibles depuis longtemps sur le marché.

Les bases de la pile à combustible ont été posées par le médecin et physicien italien Luigi Galvani avec sa théorie de la conversion de l’énergie chimique en énergie électrique en 1780. Quelques années plus tard, le chercheur français Alecandre Cesar Charles a lancé le premier ballon rempli d’hydrogène dans le ciel. .

En 1800, le chimiste allemand Johann Wilhelm Ritter réussit à produire de l’hydrogène par électrolyse dans un tube en U. Fondamentalement, cela se passe encore aujourd’hui de la même manière qu’à l’époque.

Le scientifique allemand Christian Friedrich Schönbein a développé le premier prototype de pile à combustible en 1838. D’importantes étapes de développement vers le chauffage par pile à combustible ont été franchies à la fin du 19e siècle. Par exemple, le chercheur Wiliam W. Jacques a déposé un brevet pour une pile à combustible au carbone à usage domestique. Le chimiste et physicien britannique James Dewar a également été le premier à liquéfier l’hydrogène. Cela a rendu l’hydrogène transportable et utilisable pour un large éventail d’utilisations.

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Au XXe siècle, la technologie des piles à combustible a été constamment perfectionnée et a été utilisée, entre autres, dans l’aérospatiale. La poursuite du développement est actuellement en cours en raison de la situation climatique et de l’urgence d’un approvisionnement énergétique durable. Le ministère fédéral de l’Économie et de l’Énergie soutient également des activités dans ce domaine dans le cadre du programme gouvernemental du « Programme national d’innovation pour la technologie de l’hydrogène et des piles à combustible (NIP2) ».

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Avantages d’un système de chauffage à pile à combustible

En attendant, il existe sur le marché des systèmes de chauffage à pile à combustible spécialement conçus pour les maisons unifamiliales et bifamiliales et qui fonctionnent à la fois de manière économique et efficace. L’efficacité est également la caractéristique exceptionnelle du chauffage par pile à combustible. Il produit de la chaleur et de l’électricité à parts presque égales et atteint ainsi un rendement élevé d’environ 90 %.

Chauffage par pile à combustible : l'électricité et la chaleur sont produites efficacement
Chauffage par pile à combustible : l’électricité et la chaleur sont produites efficacement

Cela signifie que la quasi-totalité de l’énergie utilisée est convertie en chaleur et en électricité. Ainsi, le chauffage à pile à combustible fonctionne beaucoup plus efficacement que les systèmes de chauffage conventionnels au gaz et au mazout, qui ne génèrent que de la chaleur et soufflent le reste de l’énergie inutilisée hors de la cheminée.

Le chauffage par pile à combustible fonctionne avec du gaz fossile, mais grâce à son très bon rendement, beaucoup moins de dioxyde de carbone est émis.

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Exigences pour un fonctionnement efficace

Toute personne intéressée par l’achat d’un système de chauffage à pile à combustible est bien avisée de garder un œil sur les conditions de base requises pour ce système. Une connexion au gaz doit être disponible afin que la technologie puisse être utilisée efficacement. Parce que le chauffage par pile à combustible fonctionne avec de l’hydrogène, qui est obtenu à partir du gaz naturel.

De plus, un système de chauffage central devrait être disponible ou prévu. Pour le bon fonctionnement d’un système de chauffage à pile à combustible, il est nécessaire que la chaleur générée et l’électricité générée soient évacuées. L’énergie électrique peut également être injectée dans le réseau public si nécessaire, mais la chaleur doit provenir de la maison. Elle est soit utilisée pour la préparation d’eau chaude soit distribuée aux surfaces de chauffage via le système central de la maison.

Un accumulateur de chaleur et une chaudière de pointe garantissent le bon fonctionnement du chauffage. Les performances de la pile à combustible sont orientées vers un besoin de chaleur de charge de base. Si plus de chaleur est nécessaire pendant les mois froids, la chaudière de charge de pointe s’allume. Ce chauffage supplémentaire est déjà intégré dans de nombreux modèles par le constructeur en tant que module de condensation.

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