Qu'est-ce qu'une voiture à hydrogène et comment fonctionne un FCEV ?

Ce n'est un secret pour personne que le monde s'oriente vers des véhicules à zéro émission dans un avenir proche. Même si les véhicules électriques ont gagné en popularité au cours de la dernière décennie en tant qu'alternative aux véhicules à essence, les voitures à hydrogène ont eu du mal à rattraper leur retard. Cependant, les véhicules à hydrogène restent une option plausible, tout comme les véhicules électriques, pour remplacer les véhicules à essence.

Curieux de connaître la science derrière les voitures à hydrogène? Continue de lire.

Comment fonctionne une voiture à hydrogène ?

En ce qui concerne les voitures à hydrogène, vous pouvez soit avoir deux sources d'énergie différentes; un moteur à combustion interne à hydrogène ou des piles à hydrogène. Le moteur à combustion interne à hydrogène est conçu comme un moteur à essence, sauf qu'il brûle de l'hydrogène au lieu de l'essence.

D'autre part, une pile à combustible à hydrogène est utilisée pour convertir l'énergie chimique en électricité pour propulser votre moteur. Pour que cela se produise, l'hydrogène gazeux est libéré de son réservoir vers la pile à combustible où il est mélangé à de l'oxygène pour créer une réaction chimique qui amène les électrons à générer de l'électricité.

Techniquement, une voiture à hydrogène pourrait être un véhicule électrique mais au lieu de fonctionner sur batteries, elle est conçue avec des centrales électriques à pile à combustible qui génèrent leur propre électricité; c'est pourquoi on les appelle véhicules électriques à pile à combustible ou FCEV. De même, vous avez la possibilité de choisir un véhicule thermique à hydrogène; autrement connu sous le nom de HICEV. En savoir plus sur comment fonctionnent les véhicules électriques si vous n'êtes pas familier.

Quels sont les avantages des voitures à hydrogène ?

Les véhicules à hydrogène qui dépendent des piles à combustible ou de la combustion interne produisent de la vapeur d'eau comme produit d'échappement sans aucune trace de dioxyde de carbone. En d'autres termes, les véhicules à hydrogène sont respectueux de l'environnement, tout comme les véhicules électriques.

Au-delà de cela, une voiture à hydrogène n'a pas besoin d'être rechargée comme un véhicule électrique à batterie; vous pouvez le ravitailler en moins de cinq minutes. En fait, la plupart des voitures à hydrogène peuvent facilement parcourir une distance allant jusqu'à 300 miles avec un réservoir plein.

Étant donné que les voitures à hydrogène avec pile à combustible génèrent leur propre électricité pendant la conduite, elles n'ont pas besoin de grosses batteries. Dans la plupart des cas, une petite batterie de 30kW est largement suffisante pour stocker l'électricité. Sans oublier que la plupart des véhicules à hydrogène équipés de piles à combustible ont une durée de vie de 5 000 à 10 000 heures; c'est l'équivalent de 150 000 à 300 000 milles.

Bien sûr, si vous conduisez un véhicule électrique à pile à combustible, le moteur sera aussi silencieux qu'une souris.

Pourquoi les voitures à hydrogène ne sont-elles pas encore courantes ?

Selon TWI Global, Les voitures à hydrogène sont plus chères à produire que les véhicules électriques à batterie. Pour cette raison, la plupart des constructeurs automobiles ne sont pas disposés à prendre le pari et à produire des voitures à hydrogène à grande échelle.

Même si vous pouvez vous offrir une voiture à hydrogène, où feriez-vous le plein? Il n'y a tout simplement pas assez d'infrastructures pour prendre en charge les véhicules à hydrogène pour le moment. Selon le Centre de données sur les carburants alternatifs (AFDC), 48 stations de ravitaillement en hydrogène sont ouvertes au public aux États-Unis; 47 de ces stations de ravitaillement se trouvent en Californie. Si vous êtes au Canada, il n'y a que sept stations de ravitaillement en hydrogène accessibles au public (selon GLP Autogas).

Se pose également la question de l'efficacité énergétique de l'hydrogène; il faut beaucoup de ressources qui impliquent généralement la combustion de combustibles fossiles pour exploiter l'hydrogène pur à partir de méthane ou d'eau.

Mais que se passerait-il si vous utilisiez l'électricité solaire pour récolter de l'hydrogène sans combustibles fossiles? Oui, cela peut être fait, mais selon un recherche effectuée par The Conversation, il serait plus économe en énergie si vous chargez directement les véhicules électriques à batterie plutôt que d'utiliser l'électricité pour produire de l'hydrogène juste pour générer à nouveau de l'électricité grâce à des piles à combustible.

Pour l'hydrogène gazeux disponible dans les stations-service, vous paieriez plus cher que l'essence ou l'électricité; à moins qu'il n'y ait une pénurie mondiale de carburant qui a fait monter en flèche le prix de l'essence. En fait, l'hydrogène contient plus d'énergie par unité de volume que l'essence; cela signifie que vous visiterez probablement plus souvent une station de ravitaillement en hydrogène.

Enfin et surtout, l'hydrogène gazeux est très volatil et inflammable, ce qui le rend difficile à stocker. Pour cette raison, les réservoirs d'hydrogène gazeux doivent être robustes et soumis à des tests de collision dans des conditions extrêmes avant leur approbation. De plus, les centrales électriques à hydrogène sont généralement construites à proximité des centres de ravitaillement, car le transport sur de longues distances présente des risques pour la sécurité.

Quelles voitures à hydrogène sont disponibles pour les consommateurs ?

Selon Motor1, seules 41 700 voitures à hydrogène ont été vendues dans le monde depuis 2011. Les seules voitures à hydrogène actuellement en production sont les Hyundai Nexo et Toyota Mirai. Parmi les autres véhicules à hydrogène notables qui ont été fabriqués mais abandonnés, citons Honda Clarity et Hyundai Tucson FCEV.

Le Hyundai Nexo est un SUV électrique à pile à combustible qui fonctionne à l'hydrogène; il a une portée comprise entre 354 milles et 380 milles. Son prix de départ en Amérique du Nord est d'environ 59 000 $ pour la version Blue et d'environ 62 000 $ pour la version Limited.

Similaire au Hyundai Nexo, la Toyota Mirai est une berline intermédiaire à pile à hydrogène. Avec un réservoir plein, la Toyota Mirai a une autonomie estimée entre 357 miles (garniture limitée) et 402 miles (garniture XLE). Son prix de départ en Amérique du Nord est de 49 500 $ pour la version XLE et de 66 000 $ pour la version Limited.

Le Hyundai Nexo et le Toyota Mirai sont tous deux éligibles à l'incitatif fiscal fédéral de 7 500 $ aux États-Unis; si vous achetez une voiture à hydrogène en Californie, vous bénéficiez d'un abattement fiscal supplémentaire de 4 500 $.

Il convient également de mentionner que la Toyota Mirai et la Hyundai Nexo sont livrées avec une option de financement sans intérêt et un remplissage de carburant gratuit dans n'importe quelle station d'hydrogène jusqu'à 15 000 $. Ça ne va pas mieux que ça! Alternativement, vous pouvez envisager options de véhicules électriques à batterie avec zéro émission.

Votre prochaine voiture pourrait-elle fonctionner à l'hydrogène ?

À vrai dire, nous avons encore un long chemin à parcourir avant que les voitures à hydrogène ne deviennent un spectacle courant sur la route. Bien sûr, jusqu'à ce que les stations de ravitaillement en hydrogène commencent à apparaître partout et que l'exploitation de l'hydrogène devienne économiquement viable, la plupart des gens seront sceptiques quant aux voitures à hydrogène.

Cependant, vous pouvez toujours acheter une voiture à hydrogène dès maintenant si vous le souhaitez. Le problème est que trouver une station de ravitaillement en hydrogène pourrait être un défi difficile.

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