Économie de l'hydrogène et recherche sur la technologie des piles à combustible

Bien que les combustibles fossiles continuent à dominer le marché mondial de l'énergie, les choses commencent lentement à changer sous l'effet de la demande grandissante en sources d'énergie à faible empreinte carbone. L'économie de l'hydrogène jouera un grand rôle dans l'économie sobre en carbone du futur – et la technologie des piles à combustible est un élément essentiel de l'économie de l'hydrogène. Les piles à combustible sont un moyen efficace et propre de produire de l'électricité quand et où cela est nécessaire. Par ailleurs, elles peuvent servir à alimenter beaucoup de choses, des véhicules et logements aux grandes installations. La mesure exacte de l'humidité est un point important dans l'optimisation de l'efficience énergétique et de la durée de vie d'une pile à combustible. Depuis des années, Vaisala répond aux besoins de mesure de l'humidité dans les projets de recherche sur la pile à combustible.

La production d'hydrogène est une industrie qui se développe. Alors que la demande d'hydrogène destiné aux piles à combustible enregistre une croissance, le principal domaine d'application demeure l'industrie du raffinage. En effet, l'hydrogène continue à être principalement généré à partir de combustibles fossiles. Le vaporeformage du gaz naturel est actuellement le processus le plus économique pour produire de l'hydrogène, mais comme cette méthode nécessite des combustibles fossiles, cette solution n'est pas durable sur le long terme.

Le stockage de l'énergie électrique est l'un des plus grands défis auquel le marché moderne de l'énergie est confronté. La production d'électricité est axée sur la demande ; la totalité de l'énergie produite doit être consommée immédiatement. Néanmoins, la consommation varie constamment, sous l'effet de différents facteurs comme les conditions météorologiques et la luminosité. Ces facteurs affectent également les sources d'énergie renouvelable comme le vent et l'énergie solaire, réduisant les possibilités d'utilisation optimale de ces sources.

À l'heure actuelle, l'énergie peut être stockée dans des accumulateurs ou transformée en énergie potentielle par pompage de l'eau, par exemple dans une centrale hydraulique à réserve pompée. Un projet de recherche de la prochaine génération, très intéressant du point de vue économique, est actuellement mené sous l'appellation Projet Balance, fondé par l'Union européenne et coordonné par le Centre de recherche technique finlandais VTT. Le centre de recherche VTT peut tirer profit de son expérience dans de multiples technologies, un grand avantage pour les projets comme Balance.

L'objectif du projet Balance est de trouver des solutions aux problèmes suivants :

• Comment réduire les émissions de gaz à effet de serre générées par notre système énergétique
• Comment intégrer la part rapidement grandissante du vent et de l'énergie solaire au réseau malgré le déséquilibre entre la production d'électricité dépendante de facteurs météorologiques et les modèles de consommation
• Comment produire des combustibles synthétiques à partir de sources renouvelables pour nos besoins de transport

Les piles à oxyde solide réversibles, désignées rSOC sur le graphique, sont capables d'utiliser le trop d'énergie renouvelable pour produire de l'hydrogène. Elles sont également en mesure de reconvertir cet hydrogène en électricité, autrement dit de stocker l'énergie électrique sous forme de combustible chimique qui pourra être implanté dans différentes applications comme les véhicules ou les logements, ou encore dans l'industrie. Cette technologie est encore au stade expérimental, mais les objectifs du projet sont ambitieux. Nous sommes fiers que VTT utilise des instruments de mesure Vaisala depuis des années dans ses projets de recherche, et le projet Balance ne fait pas exception.

Mikko Kotisaari, collaborateur de VTT, a choisi la sonde d'humidité et de température HMP7 Vaisala HUMICAP® pour le nouveau prototype de pile à oxyde solide réversible SOFCr car la sonde est facilement intégrée à un système SOFCr compact. Les petites dimensions de la sonde et la communication Modbus RTU, associées à une excellente performance de mesure, comptaient parmi les principaux facteurs décisifs.

Téléchargez l'étude de cas et la note d'application du VTT Optimisation du rendement et de la durée de vie des piles à combustibles avec une humidification optimale (pdf) pour plus de détails, ou contactez nous pour en savoir plus sur les options de mesure de l'humidité Vaisala pour l'industrie des piles à combustible.