Turbines de travail

​​​​​​​Traitement de l’air dans les véhicules utilitaires

• Le traitement de l’air implique la gestion et le contrôle du débit d’air à l’intérieur des groupes moteurs et des systèmes de piles à carburant. 
• Il englobe l’admission d’air, sa compression et l’évacuation des gaz. Dans les moteurs à combustion interne, le traitement de l’air est essentiel pour garantir la disponibilité d’un air propre pour la combustion du carburant afin d’optimiser les performances et de contrôler les émissions.
• Dans les systèmes PEM FC, l’architecture et la technologie de traitement de l’air ont évolué, passant de systèmes basse pression à des compresseurs électriques haute pression. Elle s’oriente désormais vers les e-turbos. 
• Ces développements sont motivés par la nécessité d’une alimentation en air efficace de la pile à carburant, assurant une densité de alimenter accrue et une efficacité optimisée du système. 
• Dans le PEM FC, l’air (oxygène) attire le proton à travers la membrane PEM, ce qui permet à l’électron de faire son travail. 
• Plus il y a d’air déplacé, plus d’électrons (courant) sont générés, ce qui se traduit par plus de puissance. 

Évolution des moteurs à combustion interne (MCI)

• Les groupes moteurs à combustion interne brûlent du carburant avec de l’air à l’intérieur d’un moteur pour créer de l’alimentation. 
• Le processus consiste à aspirer de l’air et du carburant dans une chambre de combustion, à comprimer et à enflammer le mélange pour générer une explosion qui entraîne un piston. 
• Ce mouvement est ensuite traduit en force de rotation, alimentant tout, des véhicules aux génératrices, avec une efficacité remarquable. 
• Le système dépendait à l’origine de l’interaction de l’air et des combustibles fossiles comme l’essence ou le diesel, mais comprend maintenant aussi des carburants alternatifs comme les biocarburants, l’ammoniac et l’hydrogène. 
• La technologie des MCI a progressé grâce à l’amélioration de l’efficacité carburant, à la réduction des émissions et à l’adaptation aux carburants renouvelables. Cependant, la quête de sources d’énergie plus propres nécessite encore d’explorer des technologies comme la pile à carburant à membrane échangeuse de protons (PEM FC).

Comment fonctionne un PEM FC?

• Une pile à carburant à membrane échangeuse de protons génère de l’alimentation par des réactions électrochimiques.
• L’hydrogène gazeux est introduit du côté de l’anode et l’oxygène dans
  la cathode.
• À l’anode, les molécules d’hydrogène sont séparées en protons et en électrons.
• Les électrons circulent à travers un circuit externe, créant de l’électricité.
• Les protons passent à travers la membrane jusqu’à la cathode.
• À la cathode, les protons se réunissent avec les électrons et réagissent
  avec de l’oxygène.
• Les seuls sous-produits sont l’eau et la chaleur. 
• Les PEM FC permettent des opérations lourdes à longue portée avec
  Ravitaillement rapide des véhicules utilitaires pour garantir l’efficacité
  et la fiabilité.

De l’ICE au PEM FC : l’évolution du traitement de l’air

• Les moteurs à combustion interne utilisent l’énergie résiduelle des gaz d’échappement tandis que les PEM FC nécessitent des moteurs électriques à grande vitesse pour le traitement de l’air. Des compresseurs électriques et des turbos électriques à haute pression ont été développés pour améliorer l’efficacité et les performances.
• Avec les MCI, une certaine contamination par l’huile est acceptable, cependant, les PEM FC ont besoin d’une alimentation en air exempte d’huile pour éviter la dégradation de la membrane.
• Les turbos électriques des PEM FC exploitent l’énergie perdue pour réduire la taille du moteur et la charge parasite, améliorant ainsi l’économie de carburant et la densité de alimenter. Les turbos électriques améliorent également la capacité en altitude en fournissant de l’air lorsque la demande de alimenter du compresseur et le potentiel de récupération d’énergie sont les plus élevés.
• Malgré ces différences, l’architecture de traitement de l’air de base dans les FC PEM reste la même.