Les batteries et piles dans un environnement durable par Jean-François FAUVARQUE

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1 Texte de la 269 e conférence de l'université de tous les savoirs donnée le 25 septembre Les batteries et piles dans un environnement durable par Jean-François FAUVARQUE Volta, la découverte de la pile. L énergie électrique a commencé à être utilisable à partir du moment ou l homme a su fabriquer des générateurs de courant électrique. L énergie électrique est alors simultanément produite, transportée et utilisée (ou perdue!) car, en pratique, l électricité ne se stocke pas. L électricité cesse d être un objet de curiosité des salons mondains du XVIII e siècle, ou un sujet d étude mal maîtrisé des savants, avec l invention par Volta en 1800, de la première pile, constituée d un empilement d éléments. Chacun de ces éléments est composé d un disque de zinc, d un papier imbibé d eau salée et d un disque d argent. Volta avait compris que l électricité était produite par l association de deux métaux différents séparés par une solution aqueuse conductrice de l électricité, et il eut l intuition géniale d accroître la «force» de son générateur en empilant des éléments. Nous savons maintenant que les interfaces métal-solution saline sont à des potentiels électriques différents, quand les métaux sont différents (les électrons du métal le plus électropositif, au potentiel le plus négatif, ici le zinc, ne peuvent pas atteindre le métal le moins électropositif, ici l argent, à un potentiel plus élevé en passant par l électrolyte aqueux, non-conducteur électronique). Le courant électrique ne passe que si les deux métaux sont mis en relation par un conducteur électronique extérieur, dans lequel circule alors un courant électrique (figure ci-dessous). Solution électro lytique Electro ns Utilisation du courant électrique V Échelle des potentiels 0,4 Ions Zn ++ +0,22 0,0 ZnCl 2-0,4 AgC l Ions Cl - NaC l -0,76-0,8 Électro de de zinc (ano de) Séparateur Laisse passer les ions Électrode d argent (cathode) L autre intuition géniale de Volta fut d augmenter la «force» de son générateur en empilant des assemblages élémentaires. À une époque où les notions de force, d énergie, de puissance étaient encore confuses et mal définies. La pile mise au point par Volta constitua la

2 première utilisation de l additivité d une grandeur intensive liée à l énergie électrique, le potentiel, on lui donna son nom : le volt. Cependant, Volta ne comprit jamais que la production de courant était reliée à l existence de transformations chimiques à la surface des métaux. En effet, la génération de courant électrique correspond à une conversion de l énergie chimique en énergie électrique. Exemple de fonctionnement d un générateur électrochimique, l accumulateur plomb-acide sulfurique 1. Il existe trois classes de générateurs électrochimiques : les piles jetables, les accumulateurs rechargeables et les piles à combustible, que nous examinerons successivement. Prenons l exemple de l'accumulateur plomb-acide sulfurique. Du côté de l électrode positive, la masse active positive contient de l'oxyde de plomb, PbO 2, lors de la décharge des électrons venus de l extérieur réduisent PbO2 en PbSO 4. Du côté de l électrode négative, la masse active négative contient du plomb métallique, lors de la décharge, le plomb s oxyde en sulfate de plomb et fournit des électrons au milieu extérieur. Les électrons repoussés par un potentiel négatif, ont tendance à quitter la masse active négative pour se diriger vers la masse active positive qui est à un potentiel positif. Ils ne peuvent pas le faire à travers le séparateur qui n est pas conducteur électronique, mais exclusivement conducteur ionique. Ils le font par les collecteurs de courant exclusivement conducteurs électroniques, qui les transporte vers le milieu extérieur. Ce faisant, l électron cèdera au milieu extérieur une énergie égale à sa charge multipliée par la différence de potentiel. Dans notre exemple, lors de la décharge, la transformation d'une mole de plomb produit une quantité d'électricité égale à deux faradays, qui circule dans le circuit extérieur à travers une différence de potentiel d'environ deux volts. Cela correspond à une production d'énergie électrique de joules, soit 107 Wh. Cette énergie électrique provient de la conversion de l'énergie chimique, elle est au maximum égale à la variation d énergie chimique G de la réaction : à l électrode positive : PbO 2 + HSO H e - <-> PbSO H 2 O E 0 = +1,69 V à l électrode négative - Pb + HSO 4 <-> PbSO 4 + H e - E 0 = -0,36 V Réaction globale PbO 2 + Pb + 2 HSO H + <-> 2 PbSO H 2 O E = 2,05 V La réaction de décharge s arrête quand une des masses actives est épuisée, ou quand le système cesse d être conducteur de l électricité. Dans le cas de l accumulateur au plomb, les réactions électrochimiques sont réversibles et l accumulateur au plomb peut être rechargé par inversion du courant et transformation d énergie électrique en énergie chimique. La nature des réactions électrochimiques nécessite des ions et des électrons. Les masses actives doivent donc posséder une double conduction électrique, conduction électronique assurée par le PbO 2 dans la positive, par le plomb divisé dans la négative, et conduction ionique, assurée par l acide sulfurique qui imbibe les masses. La transformation totale des masses actives en PbSO 4 non conducteur bloquerait le fonctionnement du système. Cette double exigence de la percolation ionique et de la percolation électronique constitue une caractéristique générale des générateurs électrochimiques. Elle est souvent 1 Nota : Les lecteurs peu familiers avec les bases de chimie et de thermodynamique pourront passer directement au paragraphe suivant.

3 méconnue, mais elle explique pourquoi le nombre de systèmes électrochimiques possibles est relativement limité. Le tableau 1 fournit les caractéristiques des principaux générateurs actuellement utilisés. Qualités d usage Les piles et accumulateurs commercialement disponibles, ceux dont vous vous servez quotidiennement, présentent des qualités d usage intéressantes à rappeler car nous avons tendance à les oublier tant elles sont devenues familières. Ce sont des sources de courant électrique autonomes, souvent portables (autonomie), de mise en service instantanée (disponibilité), qui fournissent une puissance adaptable instantanément dans la limite de leur puissance maximale (souplesse), ne comportant pas de pièces mobiles, et fonctionnant donc sans bruit (discrétion) et de capacité limitée par leur masse (systèmes fermés) Autonomie L autonomie est la qualité essentielle : elle libère de la connexion au réseau. Il en résulte les applications portables, citons la pile zinc-air minuscule pour prothèse auditive, la pile argent-zinc de nos montres, les alimentations du téléphone mobile, des caméscopes, des radiocassettes, aux les batteries de démarrage des véhicules automobiles, sans oublier l alimentation des satellites quand ils passent dans les zones d ombre de la terre. Disponibilité La disponibilité immédiate constitue une deuxième caractéristique intéressante des générateurs usuels. Le délai de mis en route se situe en dessous de la milliseconde. C est une qualité essentielle pour les installations de sécurité : onduleurs pour ordinateurs, armoires d'énergie des centraux de télécommunication, systèmes de sécurité des centrales électriques. En comparaison, la mise en route d un moteur diesel couplé à un générateur tournant peut prendre plusieurs minutes. Souplesse La puissance fournie par le générateur électrochimique s adapte instantanément à la demande de l utilisateur, dans la limite de la puissance maximale du générateur. (Il n est pas conseillé de travailler au plus près de la puissance maximale, le système devient instable et la moitié de l énergie chimique est transformée en chaleur dans le générateur électrochimique, qui peut se mettre à chauffer de façon excessive). Puissance La puissance d'un générateur électrochimique va de quelques micro watts pour les piles zinc-air d appareils auditifs, à plus de 1 kw/kg pour les piles argent-zinc qui fournit l alimentation électrique des lanceurs Ariane pendant la phase de lancement. Discrétion Par rapport aux systèmes classiques de production d'électricité comprenant des pièces tournantes, sources de bruit et d usure mécanique, les générateurs électrochimiques usuels ont l'avantage d'être silencieux, qualité indispensable pour de nombreuses applications, en particulier le téléphone portable! Capacité

4 Systèmes fermés, les générateurs électrochimiques ont une capacité limitée par l importance de leur masse et de leur volume. Leur capacité peut apparaître comme limitante. Examinons quelques chiffres du tableau 1. Les meilleures piles, celles au lithium-chlorure de thionyle permettent d obtenir 500 Wh/kg. Avec une pile alcaline, on atteint 70 à 100 Wh/kg. Les meilleurs accumulateurs, les accumulateurs Lithium-Ion (Li-C), fournissent maintenant 150 Wh/kg alors que les accumulateurs au plomb ne fournissent que 35 à 40 Wh/kg. Pour les applications électroniques, qui requièrent une forte miniaturisation, l énergie volumique est déterminante. La pile zinc-air (qui utilise l'air ambiant) présente la plus grande densité d'énergie volumique, mais sa puissance spécifique reste faible (limitée par celle de l'électrode à air). Parmi les accumulateurs, ce sont le nickel-hydrure métallique (Ni-MH) et le lithium-ion (Li -C) qui possèdent les meilleures capacités volumiques. Le lithium-ion possède de loin la meilleure capacité massique ; ils sont utilisés pour les téléphones mobiles. L accumulateur le plus puissant est l argent-zinc, malheureusement très peu cyclable. Le générateur le plus fiable, le plus durable et le plus robuste est le nickel-hydrogène haute pression utilisé dans les satellites géostationnaires. Très coûteux, il est maintenant talonné par le lithium-ion. L accumulateur chaud sodium fondu - chlorure de nickel, dans le tétrachloro-aluminate de sodium fondu à 350 C, possède le titre de champion du rendement faradique ; il restitue 100 % de la quantité d électricité injectée grâce à un séparateur solide conducteur par ions Na +. L'accumulateur nickel-cadmium présente un bon compromis capacité, puissance, à froid en particulier, cyclabilité, robustesse et coût. Les accumulateurs au plomb restent sans conteste, les moins chers et les plus utilisés. Notons, à propos des capacités, que les comparaisons sont parfois biaisées. On crédite les produits pétroliers d une énergie thermique de 10 kwh/kg, que l on compare à une énergie de 35 Wh/kg pour un accumulateur au plomb. Mais ce dernier est un système fermé qui cycle 1000 fois, il est donc capable de stocker et rendre 35 kwh/kg sur l ensemble des 1000 cycles. Les piles (Primary batteries en anglais) Les piles sont, par nature, des objets à usage unique. Les deux principaux types de piles ont des électrodes négatives soit en lithium soit en zinc. Le lithium, métal très électropositif, passivable réversiblement, de masse atomique faible (un faraday est obtenu en en consommant 7g) est un métal idéal pour fabriquer des piles. Il est coûteux car préparé par électrolyse en sel fondu. Son usage a d abord été réservé aux militaires, principalement pour les télécommunications, en raison des performances exceptionnelles des piles Li-SO 2 à froid et des piles Li-SOCl 2 en puissance. Son usage se répand maintenant dans le civil pour les applications électroniques, notamment en photographie avec les piles Li-MnO 2 3 V et Li-FeS 2 1,5 V. La majeure partie des piles utilisées par les ménages est à base de zinc. Le zinc est un métal assez électropositif ; E 0 = -0,76 V, donc en principe il réduit l eau en hydrogène, mais il se rend inactif (ne réagit plus avec l eau) facilement, et cela de façon réversible, devenant électroactif en tant que de besoin. Il fournit 2 faradays pour 65 g. C est le métal le plus électropositif utilisable commodément en milieu aqueux. Les principales piles à base de zinc sont les piles Leclanché, les piles alcalines Zn-MnO 2, les piles bouton à l argent AgO-Zn, les piles bouton zinc-air et les grosses piles zinc-air pour les clôtures électriques. Le Français consomme en moyenne 10 piles par an. Le zinc présente l avantage d être abondant et relativement bon marché. MnO 2 est également abondant et bon marché, le coût de la pile alcaline est en majeure partie celui de la

5 fabrication et de la distribution. En raison de son caractère électropositif, et malgré sa passivation réversible, le zinc réagit lentement avec l'eau de l'électrolyte, conduisant à une autodécharge lente de la pile. Il y a quelques années, sa stabilité était améliorée en y ajoutant une faible proportion de mercure. Cette pratique est maintenant interdite dans les pays occidentaux pour éviter la dissémination du mercure dans l environnement. Le rejet dans les ordures ménagères des piles usagées ne constitue donc plus une menace sérieuse pour l'environnement. Il reste qu un concept de développement durable suppose la collecte et le recyclage des matériaux. C'est possible. Nous reviendrons sur ce point. Les accumulateurs (secondary batteries en anglais) Une meilleure solution pour économiser nos matériaux consiste à recharger électriquement les générateurs, c est-à-dire à utiliser un accumulateur. La quantité d électricité cumulée par kg de matière devient alors beaucoup plus importante. Malheureusement, la condition de cyclabilité limite considérablement le nombre de couples électrochimiques disponibles. Par exemple nous ne savons pas encore faire cycler un grand nombre de fois les électrodes de zinc. Seuls fonctionnent un grand nombre de cycles les accumulateurs au plomb, les accumulateurs alcalins Ni-Cd, Ni-MH, Ni-Fe (disparu), Ni-H 2 (spatial), certains accumulateurs fonctionnant à haute température et le lithium-ion. Les accumulateurs portables Ces dix dernières années ont été marquées par l arrivée des accumulateurs Ni-MH et Li-ion qui sont en train de révolutionner les systèmes portables. Leur fabrication constitue maintenant une industrie très importante principalement japonaise et américaine Li-ion Ni-MH Ni-C d Li-ion Ni-MH Ni-Cd Source : rappo rt AVIC EN NE Dével o ppe men t Source : rapport AVI CENNE Dével oppe men t 2000 La dispersion de ces accumulateurs dans le grand public pose maintenant le problème de la collecte et du recyclage des matériaux. Cette collecte deviendra obligatoire en 2001 en France. Une fois la collecte effectuée, le recyclage ne représente qu une faible part du coût de vente. Marché des accumulateurs (hors portable)

6 Le marché des accumulateurs est dominé par celui des accumulateurs au plomb qui représente les 3/4 des ventes en valeur. Parmi les accumulateurs au plomb, les accumulateurs de démarrage représentent les 3/4 des ventes. Ces accumulateurs au plomb sont bon marché : prix de vente public environ 500 F/kWh stocké (250 F pour un accumulateur 12V, 40 Ah), mais peu robustes. Des technologies plus coûteuses doivent être mises en œuvre pour les autres applications, dont les plus importantes sont indiquées ci-dessous : La traction Plomb ouvert 35 Wh/kg 2000 cycles Plomb étanche 35 Wh/kg 500 cycles Nickel-cadmium 50 Wh/kg 3000 cycles Nickel-MH 65 Wh/kg en développement Lithium-ion 120 Wh/kg > 2000 cycles En développement Véhicule hybride Pb, Ni-Cd, Ni-MH, Li-ion Armoires d énergie de secours : Pb, Ni-Cd Stockage des énergies renouvelables : solaire, éolienne, PAC dans les sites isolés du réseau électrifié : Pb, Ni-Cd. Le tableau (1) fournit les caractéristiques des principaux générateurs actuellement utilisés. QUALITES ET LIMITES DES GENERATEURS ELECTROCHIMIQUES Wh/kg Wh/dm 3 puissance cyclabilité Zn-MnO2 alcaline : Li-SO élevée Li- SOCl bonne Métal -air <300 <1200 limitée Plomb acide /100 bonne bonne Cd-Ni élevée élevée MH-Ni bonne bonne H2-Ni /90 bonne très élevée Zn-AgO 80/ très élevée mauvaise Na-NiCl2 80/ /150 modérée élevée Li-C 100/ bonne bonne Li-LixMO modérée limitée Les applications Véhicule Électrique vous seront présentées dans une autre conférence par M. Aucouturier. Mais penchons nous sur les coûts du kwh : à 30 USD/baril, le pétrole brut vaut à peu près 1 F le kg, fournissant 10 kwh thermique ; le fuel domestique vaut environ 3 F le kg, l essence passe aux environs de 10 F le kg, soit 1 F le kwh thermique. Si le rendement moyen d un moteur thermique à essence est pris égal à 20 % (400 g d essence par kwh), il faudra 5 F pour obtenir une énergie mécanique de 1 kwh. En comparaison, EDF vend le kwh entre 20 et 60 centimes, disons 50 centimes. Un accumulateur au plomb de traction étanche vaut 1000 F/kWh ; s il fait 500 cycles cela revient à 2 F + 0,50 F d électricité soit 2,5 F le kwh. Un accumulateur Ni-Cd vaut 3000 F/kWh ; s il fait 3000 cycles, cela revient à 1 F + 0,50 F d électricité, soit 1,5 F/kWh. Le véhicule électrique est donc réellement économique par rapport au véhicule à essence, pour autant qu il circule suffisamment, et, bien sûr, est nettement moins polluant en ville (La Poste indique km/an comme seuil de rentabilité).

7 F/kWh 6,00 Alca line Moteur therm ique (20 %) 4,00 2,00 Pb NiCd (500 cycle s) (2000 cycles) EdF Pétrole brut Essence à l a p ompe PAC (5000 heures 5000 F/kW) 0,00 Les véhicules hybrides ont l'avantage d'utiliser en permanence le moteur thermique au mieux de son rendement (250 g d essence par kwh) et disposent d'une batterie d accumulateurs pour fournir les pointes de puissance et la récupération de l énergie au freinage. Toyota annonce une consommation de 3,5 l/100 km pour son véhicule hybride Prius muni d une batterie Ni-MH. Les batteries d'accumulateurs permettent donc une meilleure utilisation des ressources énergétiques disponibles, notamment pour les transports urbains et routiers, meilleure utilisation des combustibles fossiles avec les véhicules hybrides, suppression de la pollution aérienne et sonore avec les véhicules électriques urbains. C'est une étape importante vers un développement durable. D'autre part, le recyclage des grosses batteries ne pose aucun problème car il est rentable, et réalisé. Format Poids pour une alc aline (g) Alcalines Valeur matière dans l'élément (F) Prix de vente moyen (F/unité) Rapport coût recyl./ pri x de vente (%) Poids pour un Ni-Cd (g) Ni-Cd Valeur matière dans l'élément (F) Prix de vente moyen (F/unité) Rapport coût recyl./ pri x de vente (%) AAA 12 0,17-0,20 4, ,1 3-0,22 17,2 1 AA 22 0,34-0,43 4, ,2 6-0,88 23,7 2-3 C 55 0,77-0,86 6, ,56-0,86 35,5 1,5-2,5 D 120 1,85-1,72 10, ,55-0,22 47, g 100 1,5 8, ,14 34,4 4 Ta blea u tiré de la co nférence "Des ign for Recyc lin g - The Fu ture of Po rtable Recha rgeabl e Batteries" prése n tée à " Bat teries 2 000" en mar s Coût de recyclage des piles et accumulateurs Les piles à combustible

8 Contrairement aux autres générateurs électrochimiques que j ai mentionnés jusqu ici, la pile à combustible est un système ouvert. On y injecte un combustible et un comburant. Il s y produit des réactions électrochimiques comme dans une pile, avec production d électricité et accessoirement de chaleur (il en sort des produits de réaction et de l énergie répartie en énergie électrique et énergie calorifique). La commodité impose d injecter des fluides. Comme on le fait dans les moteurs thermiques et dans la pile zinc-air, Le carburant idéal est l air, qui contient de l oxygène. Il est également avantageux d avoir un combustible gazeux. L hydrogène est actuellement le combustible de choix pour les faire fonctionner. Il n est plus question maintenant de capacité massique, mais de puissance massique en W/kg, actuellement de l ordre du kw/kg de cœur de pile, pour caractériser ces systèmes. Système électrochimique ouver t Gestion des flux d entrée(combustible et comburant fluide s) et de sortie (produit s, cha leur, électricité) Electrod e positiv e Air (O ) 2 Electrod e Négat ive (H ) 2 P.A. C. Énergie électrique (I, V) Stationnaire Eau (H O) 2 Cha leur Véhicule électrique Alors que l électrolyse de l eau dissocie l eau en ses éléments constitutifs H 2 et 1/2 O 2, la pile à combustible à l inverse combine électrochimiquement H 2 et O 2, formant H 2 O non polluant et de l électricité. Réaction de base H 2 2 H e - 1/2 O H e - H 2O (liquide) H 2 + 1/2 O 2 2 H 2 O (liq.) H 0 = -286 kj/mole soit 2 faradays et 1,5 volt ; soit 40 kwh/kg de H 2 La pile fournit l'énergie électrique 2 faradays x Ep par élément avec 0,7 V < Ep < 1 V le reste de l'énergie : 2 faradays x (1,5 Ep) est transformé en chaleur utilisable en fonction de la température La formation d'une mole d'eau fournit deux faradays d'électricité, soit 53,6 Ah, l'énergie de formation d une mole d'eau correspond donc au produit de 53,6 Ah par 1,5 volt. Le rendement en énergie électrique peut atteindre 70 % (53,6 Ah/mole sous 1 volt), valeur bien

9 supérieure au rendement des meilleurs machines thermiques fonctionnant dans les meilleures conditions (40 à 45 %). Mais si le concept est simple, la réalisation des piles à combustible est très complexe et donne lieu actuellement à de nombreuses études de par le monde. Les systèmes électrochimiques étudiés diffèrent par la nature de l électrolyte et les températures de fonctionnement. 200 piles à combustible à acide phosphorique sont déjà en fonctionnement de par le monde pour la production d électricité dans des installations stationnaires d environ 200 kw (électriques), dont une à Chelles en région parisienne, mise en service cette année conjointement par EDF et GDF. De leur côté, les constructeurs automobiles multiplient les démonstrations de véhicules électriques alimentés par des piles à combustible. Filières Alcaline AFC Acide phosphorique PAFC Carbonates fondus MCFC Oxydes solides SOFC t fonctionnement Electrolyte ( C) 60 KOH (aqueux) Application Espace (depuis 1968) Autobus hybride (évaluation) 200 H 3 PO 4 Cogénération ( ) Autobus hybride (1994) Petite centrale (1996) Carbonates de Li et K PEMFC 70 Membrane de type Nafion Petite centrale (1996) Cogénération (1996) Centrale au charbon (après 2000) Céramiques Cogénération (2002) Y 2 O 3 et ZrO Centrale au charbon (après 2000) 2 VE commercial (?) VH petit & moyen (1996) VE (depuis 1994) Parmi les diverses technologies (cf. tableau ci-dessus), les plus prometteuses sont celles qui fonctionnent avec des électrolytes solides et notamment les PEMFC (proton exchange membrane fuel cell) qui utilisent un électrolyte solide polymère conducteur protonique. Elles fonctionnent à relativement basse température C. Elle conviennent bien aux constructeurs d'automobiles qui apprécient leur capacité à fonctionner en régime variable. Cathode e - Anode Plaque bipolai re 4 H e - + O2 -> 2 H 2 O Électroly te H2 -> 2 H e - Plaque bipolai re H + O2 H2O H2 Unité élémentaire de PAC, de 0,6 à 0,7 volt. Une PAC est constituée par l empilement de plusieurs de ces éléments, nombre adapté à la tension continue voulue par l utilisateur. Les SOFC (Solid oxide fuel cell) contiennent un électrolyte céramique conducteur par anions O2 - à C. La chaleur produite à cette température est utilement convertie en électricité en y associant une turbine à vapeur. Elle séduit les producteurs d électricité présents et future, EDF et GDF notamment.

10 Dans tous les systèmes, la gestion de flux est complexe et de nombreux dispositifs doivent être associés au cœur de pile (stack en anglais), alimentation en H2, en air, échangeurs de chaleur, convertisseurs courant continu-courant alternatif, régulation et automatismes. L ensemble est encore d un coût beaucoup trop élevé, surtout pour le marché automobile grand public qui voudrait une PAC à 500 F le kw et de durée de vie supérieure à heures. Plus raisonnables sont les exigences des producteurs d électricité qui demandent F le kw pour heures de fonctionnement (60 centimes le kwh + le coût du combustible + le coût d opération). Dès maintenant, l installation de piles à combustible devient rentable pour l alimentation des sites isolés. Aux USA, des piles à combustible alimentent en électricité des panneaux de signalisation routière Mais le verrou technologique majeur à lever reste celui de l alimentation des piles en hydrogène de pureté suffisante, notamment pour les piles à basse température qui exigent un hydrogène ne contenant pas de CO. Production, purification et stockage de l hydrogène L hydrogène est un gaz, coûteux à l état pur, difficile à stocker et à transporter (sauf par pipeline). Théoriquement, l hydrogène peut provenir de différentes sources hydrocarbonées : notamment les combustibles fossiles (après reformage à la vapeur d'eau, conversion du CO et purification de l'hydrogène). Dans le cas de la pile à combustible, le rendement électrique global de fourniture d énergie est environ le double de celui obtenu par les systèmes thermiques classiques, ce qui réduit d autant les émissions de CO 2 par kwh produit, mais ne les annule pas. L hydrogène peut également provenir des énergies renouvelables : -soit à partir de la biomasse, transformée en méthanol, ou en éthanol à partir de déchets sucrés, stockables et reformables facilement en hydrogène, principalement le méthanol. -soit à partir d autres énergies renouvelables produisant de l électricité : énergie hydroélectrique, énergie solaire, énergie éolienne, éventuellement connectables au réseau, mais susceptibles de produire du courant à des moments de faible demande, et leur énergie doit alors être transformée et stockée sous une forme chimique, dans des accumulateurs si les énergies sont faibles, sous forme d hydrogène pur si les énergies sont fortes. Dans un schéma sans production de CO 2, l hydrogène peut également provenir d électricité nucléaire par électrolyse de l eau. Conclusion On voit ainsi que l évolution des systèmes électrochimiques a conduit les chercheurs à trouver des solutions de plus en plus propres pour l environnement : suppression du mercure dans les piles, puis économie de matière en passant des piles aux accumulateurs, collecte et recyclage des générateurs, enfin apparition des piles à combustible. Celles-ci permettent une meilleure utilisation des combustibles fossiles, donc moins d émission de CO 2, voire l utilisation des énergies renouvelables à travers une économie de l hydrogène, vecteur d énergie du futur. J espère vous avoir montré ainsi que l électrochimie a apporté les premiers générateurs de courant électrique avec les piles, l autonomie avec les accumulateurs, elle offre maintenant avec la pile à combustible un moyen de production d électricité propre et renouvelable.

11 Les lecteurs intéressés pourront consulter utilement le document suivant : Fauvarque (J.F.): «Les générateurs électrochimiques», L'actualité chimique, Janv-Fév. 1992, (publié par la Société française de Chimie, 250, rue Saint-Jacques, Paris).