Turbines électriques

​​​​​​​Traitement de l'air dans les véhicules commerciaux

• Le traitement de l'air consiste à gérer et à contrôler le flux d'air dans les moteurs et les systèmes de cellules de carburant. 
• Il comprend l'admission d'air, sa compression et l'échappement des gaz. Dans les ICE, le traitement de l'air est essentiel pour garantir qu'un air pur soit disponible pour la combustion du carburant afin d'optimiser les performances et de contrôler les émissions.
• Dans les systèmes de PEM FC, l'architecture et la technologie de traitement de l'air ont évolué, passant de systèmes à basse pression à des compresseurs électroniques à haute pression. Il avance maintenant vers les e-turbos. 
• Ces développements sont motivés par la nécessité d'un approvisionnement en air efficace pour la pile à combustible, garantissant une densité d'énergie accrue et une efficacité optimisée du système. 
• Dans la PEM FC, l’air (oxygène) tire le proton à travers la membrane PEM, permettant à l’électron d'agir. 
• 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 (ICE)

• Les moteurs à combustion interne brûlent du carburant avec de l’air à l’intérieur d’un moteur pour créer de l'énergie. 
• Le processus consiste à aspirer l’air et le carburant dans une chambre de combustion, puis à comprimer et à enflammer le mélange pour générer une explosion qui propulse un piston. 
• Ce mouvement se traduit ensuite par une force de rotation, alimentant tout, des véhicules aux groupes électrogènes, avec une efficacité remarquable. 
• À l’origine, le système reposait sur l’interaction de l’air et des combustibles fossiles tels que l’essence ou le diesel, mais il comprend désormais également des carburants alternatifs tels que les biocarburants, l’ammoniac et l’hydrogène. 
• La technologie des ICE a progressé grâce à l'amélioration de l'efficacité du carburant, à la réduction des émissions et à l'adaptation aux carburants renouvelables. Cependant, la recherche de sources d'énergie plus propres nécessite encore l'exploration de technologies telles que la pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEM FC).

Comment fonctionne une PEM FC ?

• Une pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEM FC) génère de l'énergie par des réactions électrochimiques.
• L’hydrogène gazeux est introduit du côté de l’anode et l’oxygène du côté de
  la cathode.
• À l’anode, les molécules d’hydrogène se séparent en protons et en électrons.
• Les électrons circulent dans un circuit externe, créant de l’électricité.
• Les protons passent à travers la membrane vers 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
  un ravitaillement rapide des véhicules commerciaux, garantissant l'efficacité
  et la fiabilité.

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

• Les ICE 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. Les e-compresseurs haute pression et les e-turbos ont été conçus pour améliorer l’efficacité et la performance.
• Avec les ICE, une certaine contamination par l'huile est acceptable ; cependant, les PEM FC ont besoin d'une alimentation en air sans huile pour éviter la dégradation de la membrane.
• Les e-turbos des PEM FC exploitent l’énergie résiduelle pour réduire la taille du moteur et la charge parasite, améliorant ainsi l’économie de carburant et la densité de l’énergie. Les e-turbos améliorent également la capacité en altitude en fournissant de l’air lorsque la demande en énergie du compresseur et le potentiel de récupération d’énergie sont les plus élevés.
• Malgré ces différences, l'architecture de base du traitement de l'air dans les PEM FC reste identique.