Volkswagen vient de demander l’enregistrement d’un brevet pour une nouvelle pile à hydrogène qui, en plus d’être moins chère que les piles actuelles, pourra, selon ses créateurs, donner aux voitures une autonomie allant jusqu’à 2 000 kilomètres sans ravitaillement.
Cette nouvelle représente un tournant dans la position que Volkswagen affiche habituellement à l’égard de l’hydrogène. Comme le fait Elon Musk à chaque fois qu’il en a l’occasion, le PDG du constructeur allemand, Herbert Diess, a nié le potentiel de l’hydrogène comme source d’énergie pour les voitures électriques dans un tweet publié en mai 2022.
Herbert Diess, PDG, a déclaré : “Il a été démontré que la voiture à hydrogène n’est pas la solution au problème climatique :
Il a été démontré que la voiture à hydrogène n’est pas la solution au problème du climat.
https://twitter.com/Herbert_Diess/status/1394546760056459274?s=20
Le dépôt de brevet pour cette nouvelle pile à combustible, réalisé avec l’entreprise allemande Kraftwerk Tubes, montre que Volkswagen ne veut pas perdre le train de l’hydrogène et travaille en dehors du regard du public au développement de cette technologie.
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Les énormes batteries des voitures électriques sont des accumulateurs d’électricité qui sont libérés en fonction des besoins du véhicule. Les piles à hydrogène, en revanche, sont capables de produire leur propre électricité.
Pour cela, elles ont besoin d’un réservoir à haute pression qui stocke l’hydrogène sous forme de gaz – s’il était liquide, il devrait être stocké à très basse température – et d’une pile à combustible qui convertit l’hydrogène en électricité.
Les piles à combustible ont également une anode et une cathode, comme les batteries. L’hydrogène pénètre par l’anode et traverse une membrane électrolytique qui est chargée de diviser l’hydrogène (H2) en un proton (H+) et un électron (e-). Un électrolyte leur fait prendre des chemins différents jusqu’à la cathode.
Les électrons passent par un circuit externe créant un flux d’électricité (c’est ce qui fait fonctionner le moteur de la voiture) tandis que les protons traversent l’électrolyte jusqu’à la cathode. Là, ils s’unissent à l’oxygène, qui entre directement dans la cathode, et à l’électron, produisant ainsi de l’eau et de la chaleur. Cependant, la pile à combustible de Volkswagen et Kraftwerk fait appel à des matériaux traditionnellement utilisés pour les membranes.
Sascha Kühn, PDG de Kraftwerk, l’explique dans une interview accordée à Business Insider Germany :
La principale différence avec les piles à hydrogène de Hyundai et Toyota est que nous utilisons une membrane en céramique au lieu de la membrane en plastique habituelle. C’est une grande différence.
Le grand avantage de notre solution est qu’elle peut être produite beaucoup moins cher que les piles à combustible en polymère et qu’elle ne nécessite aucun type de platine”, un métal précieux qui renchérit le coût final du produit.
Selon M. Kühn, cette technologie ressemble aux batteries à semi-conducteurs. Selon le dirigeant, les deux ont presque les mêmes électrolytes et une structure matérielle similaire. La différence est que, alors que les batteries à semi-conducteurs utilisent un matériau compact pour stocker l’énergie, dans les piles à combustible, ce rôle est assumé par l’hydrogène sous forme de gaz.
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Un coût énergétique plus faible, une plus grande autonomie
En outre, la nouvelle membrane céramique, explique M. Kühn, n’a pas besoin d’être humidifiée, de sorte qu’elle ne gèle pas en hiver, ne se dessèche pas en été et n’attire pas les moisissures. Le responsable souligne également un autre avantage qui permettra de réduire les coûts de fabrication des véhicules : la pile à combustible génère de la chaleur qui peut être utilisée à la fois pour remplacer le chauffage et la climatisation de la voiture, ce qui se traduirait également par une plus grande économie d’énergie.
Bien que ce brevet ait été demandé en collaboration avec Volkswagen, Kraftwerk assure qu’il ne travaille pas exclusivement pour une marque :
“Quel que soit le constructeur, notre objectif est que notre technologie soit lancée dans un véhicule de série d’ici 2026. Nous parlons de séries d’environ 10 000 véhicules, réparties entre plusieurs constructeurs automobiles”, précise le PDG de Kraftwerk.
Le lithium n’est certainement pas une solution d’avenir. La batterie à l’état solide serait une option, mais ce n’est pas encore le cas”, explique M. Kühn, qui considère sa technologie comme une alternative pour les conducteurs qui ne disposent pas d’une option de recharge appropriée sur la route ou qui ne veulent pas perdre leur temps aux stations de recharge. Selon le dirigeant, avec son système, “nous pouvons parcourir jusqu’à 2 000 kilomètres avec un seul réservoir de carburant”.
