Comment Toyota sera le premier avec une voiture à pile à combustible

Toyota affirme avoir fait plusieurs avancées dans les piles à combustible à hydrogène qui les rendront considérablement moins chères et permettront à l'entreprise de vendre une voiture utilisant la technologie à faible pollution en 2015, des années avant ses concurrents.

Notion d'hydrogène : Toyota prévoit d'exposer ce nouveau concept-car à pile à combustible à hydrogène au Salon de l'automobile de Tokyo.

La voiture coûtera cher : entre 50 000 $ et 100 000 $. Mais c'est une grande amélioration par rapport au coût d'un million de dollars des véhicules expérimentaux à pile à combustible ces dernières années.

Toyota présentera une version conceptuelle de la voiture, dotée d'une pile à combustible au lieu d'un moteur, ce mois-ci au Salon de l'automobile de Tokyo . Bien que le concept-car puisse ne pas ressembler extérieurement à la voiture finale, le système de pile à combustible à l'intérieur vaudra la peine d'être examiné car il sera probablement similaire à celui de la version de production. Toyota affirme que le système de pile à combustible est plus petit et utilise beaucoup moins d'un ingrédient coûteux, le platine, que les versions précédentes.

Comme une batterie, une pile à combustible produit de l'électricité. Mais contrairement à une batterie, elle est alimentée par un réservoir d'hydrogène. À l'intérieur de la pile à combustible, le platine sert de catalyseur qui facilite les réactions entre l'hydrogène et l'oxygène, produisant de l'électricité qui alimente la voiture et la vapeur d'eau qui sort du tuyau d'échappement. Et tandis que les batteries des véhicules électriques peuvent prendre des heures à se recharger, un réservoir d'hydrogène peut être rempli à peu près le temps qu'il faut pour remplir un réservoir d'essence conventionnel.

Cependant, cet avantage est limité pour l'instant car il n'y a pas beaucoup d'endroits pour faire le plein d'un véhicule à hydrogène. D'autres constructeurs automobiles, dont General Motors, prévoient de vendre des véhicules à pile à combustible à partir d'environ 2020, lorsque les coûts auront probablement encore baissé et qu'il pourrait y avoir plus d'endroits pour faire le plein. Plusieurs gouvernements financent des stations de ravitaillement en hydrogène.

Bien qu'il reste encore des défis à relever pour fabriquer des piles à combustible pour les véhicules grand public, les constructeurs automobiles affirment qu'ils pourraient à terme faire beaucoup pour respecter les réglementations de plus en plus strictes en matière d'économie de carburant et de gaz à effet de serre dans le monde, ainsi que les exigences qu'une fraction croissante des voitures ils vendent dans des endroits comme la Californie n'émettent aucune pollution de leurs tuyaux d'échappement. Les véhicules à pile à combustible peuvent être plus attrayants que les véhicules alimentés par batterie car, en plus de temps de ravitaillement plus rapides, ils ont généralement une autonomie plus longue (voir Pourquoi Toyota et GM mettent les voitures à pile à combustible sur le marché et Ford, Daimler et Nissan S'engager pour les piles à combustible).

Les véhicules à pile à combustible pourraient également permettre aux consommateurs de profiter du gaz naturel bon marché dans des endroits comme les États-Unis, puisque le gaz naturel est la source d'hydrogène la moins chère. Alors que la production d'hydrogène à partir de gaz naturel libère du dioxyde de carbone, les émissions seraient encore environ la moitié de celles des voitures à essence aujourd'hui.

Toyota a considérablement réduit la quantité de platine nécessaire dans les piles à combustible et pourrait finalement réduire la quantité à un niveau comparable à ce que les voitures ont déjà dans leurs convertisseurs catalytiques, selon Justin Ward , directeur général du contrôle du système de transmission au Toyota Technical Center de Gardena, en Californie. Les véhicules à pile à combustible n'auront pas besoin de convertisseurs catalytiques car ils n'émettent pas de polluants.

Toyota a réduit la quantité de platine en modifiant le catalyseur pour le rendre plus efficace (la société ne dit pas exactement comment) et en développant un équipement précis pour appliquer le catalyseur afin de s'assurer qu'aucun n'est gaspillé. Il y a des années, nous prenions littéralement des spatules et appliquions le platine, dit Ward.

Une autre raison pour laquelle le système est moins cher est qu'il nécessite moins de piles à combustible pour être empilées que les voitures conceptuelles précédentes. Toyota y est parvenu en partie en améliorant la conception de la cellule. Les réactions génératrices d'électricité à l'intérieur de la cellule ont lieu au niveau de deux électrodes séparées par une membrane qui permet aux ions hydrogène de passer d'un côté à l'autre de la cellule. Les ingénieurs de Toyota ont modifié la membrane pour permettre aux protons de passer plus librement, ce qui augmente la quantité d'énergie que chaque pile à combustible peut générer.

Toyota étend la gamme des voitures entre les pleins en empruntant la technologie de ses véhicules hybrides. Les piles à combustible, comme les moteurs conventionnels, sont plus efficaces lorsqu'elles fonctionnent à un rythme régulier, plutôt que d'augmenter ou de diminuer rapidement la puissance de sortie pendant l'accélération et le freinage. Toyota ajoute donc une batterie à la voiture à hydrogène pour augmenter la puissance d'accélération, réduisant ainsi la pression sur la pile à combustible.

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