par Boudellal, Méziane
Dunod
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Disponible - 621.35 BOU
Niveau 3 - Techniques
La pile à combustible : l'hydrogène et ses applications
| Auteur(s) : |
Boudellal, Méziane
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Résumé
Définition des principes liés à cette nouvelle forme de production d'énergie, présentation des différents types de pile à combustion, des domaines d'application, du téléphone portable à la centrale, et du cadre normatif en vigueur.
- Éditeur(s)
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Date
- DL 2012
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Notes
- Bibliogr. p. 329-330. Webliogr. p. 323. Glossaire. Index
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Langues
- Français
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Description matérielle
- 1 vol. (XVIII-333 p.) : ill., couv. ill. ; 25 cm
- Collections
- Sujet(s)
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ISBN
- 978-2-10-057057-7
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Indice
- 621.35 Accumulateurs et piles, piles à combustible
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Quatrième de couverture
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Cet ouvrage présente les différents types de piles à combustible, leur développement, leur fonctionnement et leurs applications, existantes ou potentielles. Il aborde successivement :
- les phénomènes physico-chimiques mis en jeu ;
- les caractéristiques spécifiques de chaque type de pile (PEMFC, DMFC, DEFC, PAFC, AFC, MCFC, SOFC) ;
- les combustibles utilisables (hydrogène, méthanol), leurs contraintes et leurs limitations ;
- la sécurité et les aspects normatifs actuels ;
- les applications mettant en jeu la pile à combustile.
Cette seconde édition actualise entre autres de nombreux domaines d'applications des piles à combustible (alimentations auxiliaires, utilisation à forte puissance, propulsion de bateaux, etc.), les équipements pédagogiques pour l'initiation ou la formation, ainsi que le chapitre sur l'hydrogène. Elle aborde aussi le développement des énergies renouvelables et l'importance du stockage et de la récupération de l'électricité.
Concret et pratique, ce support de travail et de réflexion est indispensable aux ingénieurs et aux étudiants qui souhaitent mieux appréhender les mécanismes et les enjeux de la pile à combustible.
Il s'adresse également à toute personne curieuse de découvrir cette nouvelle source d'énergie.
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Tables des matières
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La Pile à combustible
L'hydrogène et ses applications
Méziane Boudellal
Dunod
- Avant-propos XVII
- Introduction 1
- A La pile à combustible
- 1 Qu'est-ce qu'une pile à combustible ? 5
- 1.1 Pourquoi pile ? 5
- 1.2 Pourquoi à combustible ? 6
- 1.3 À quoi ressemble une pile à combustible ? 6
- 2 Le renouveau de la pile à combustible 9
- 2.1 Premier renouveau 9
- 2.2 Renouveau depuis les années 1990 10
- 3 Historique de la pile à combustible 13
- 3.1 Les débuts de l'électricité 13
- 3.2 La découverte de l'électrolyse 14
- 3.3 La découverte de la pile à combustible 14
- 3.4 Les développements de la pile à combustible 16
- 3.5 Premières applications 17
- B Principe
- 4 Structure d'une pile à combustible 21
- 5 Thermodynamique appliquée aux systèmes électrochimiques 25
- 5.1 Notion d'équilibre et réversibilité 25
- 5.2 Systèmes électrochimiques - Surtension 25
- 5.3 Oxydo-réduction 26
- 5.4 Vitesse de réaction - Catalyse 27
- 5.5 Énergie libre de Gibbs 29
- 5.6 Cinétique des réactions électrochimiques : zone de triple contact 30
- 5.7 Résumé 40
- 6 Caractéristiques d'une pile à combustible 41
- 6.1 Tension réelle 41
- 6.2 Point optimal de fonctionnement 49
- 6.3 Rendement d'une pile à combustible 50
- 6.4 Puissance fournie par une pile à combustible 52
- 6.5 Gestion de l'eau produite 52
- 6.6 Gestion thermique 53
- 6.7 Caractérisation d'une pile à combustible 53
- 6.8 Résumé 54
- C Types de piles à combustible
- 7 Classification générale 57
- 8 PEMFC - Pile à combustible à membrane polymère ou à membrane échangeuse de protons 59
- 8.1 Historique 59
- 8.2 Réactions chimiques 59
- 8.3 Structure d'une cellule élémentaire 59
- 8.4 Fonctionnement 66
- 8.5 Caractéristiques et performances 69
- 8.6 Avantages 70
- 8.7 Inconvénients 70
- 8.8 Applications 70
- 9 DMFC - Pile à combustible au méthanol direct 71
- 9.1 Historique 71
- 9.2 Réactions 71
- 9.3 Structure d'une cellule élémentaire 72
- 9.4 Fonctionnement 73
- 9.5 Caractéristiques et performances 75
- 9.6 Avantages 75
- 9.7 Inconvénients 76
- 9.8 Applications 76
- 10 DEFC - Pile à combustible à l'éthanol (direct) 77
- 10.1 Réactions théoriques 77
- 10.2 Tension 78
- 10.3 Développements 78
- 11 PAFC - Pile à combustible à acide phosphorique 79
- 11.1 Historique 79
- 11.2 Réactions 79
- 11.3 Structure d'une cellule élémentaire 79
- 11.4 Fonctionnement 81
- 11.5 Caractéristiques et performances 82
- 11.6 Avantages 82
- 11.7 Inconvénients 82
- 11.8 Applications 82
- 12 AFC - Pile à combustible alcaline 83
- 12.1 Historique 83
- 12.2 Réactions 83
- 12.3 Structure d'une cellule élémentaire 84
- 12.4 Fonctionnement 85
- 12.5 Caractéristiques et performances 86
- 12.6 Avantages 86
- 12.7 Inconvénients 86
- 12.8 Applications 86
- 13 MCFC - Pile à combustible à carbonate fondu 87
- 13.1 Historique 87
- 13.2 Réactions 87
- 13.3 Structure d'une cellule élémentaire 88
- 13.4 Fonctionnement 88
- 13.5 Caractéristiques et performances 89
- 13.6 Avantages 90
- 13.7 Inconvénients 90
- 13.8 Applications 90
- 14 SOFC - Pile à combustible à oxyde solide 91
- 14.1 Historique 91
- 14.2 Réactions 91
- 14.3 Structure d'une cellule élémentaire 92
- 14.4 Fonctionnement 97
- 14.5 Caractéristiques et performances 97
- 14.6 Avantages 98
- 14.7 Inconvénients 98
- 14.8 Applications 98
- 15 Comparaisons des différents types de piles à combustible 99
- 15.1 Critères de comparaison 99
- 15.2 Résumé 100
- D Modules
- 16 Structure d'un module (stack) 103
- 17 Plaques bipolaires 105
- 17.1 Caractéristiques 106
- 17.2 Matériaux 106
- 17.3 Fonction hydraulique 108
- 17.4 Fonction électrique 111
- 17.5 Fonction mécanique 112
- 17.6 Fonction thermique 112
- E Combustibles
- 18 Qualité du combustible 117
- 19 Hydrogène 119
- 19.1 Propriétés 119
- 19.2 Production 119
- 19.3 Purification de l'hydrogène 131
- 19.4 Alimentation des piles à combustible en hydrogène 142
- 19.5 Infrastructure de transport, stockage et distribution 143
- 19.6 Sécurité 162
- 20 Méthanol 163
- 20.1 Propriétés 163
- 20.2 Production 163
- 20.3 Qualité du méthanol 165
- 20.4 Transport 165
- 20.5 Distribution 165
- 20.6 Utilisation 165
- 20.7 Sécurité 166
- 21 Autres combustibles 167
- 21.1 Éthanol 167
- 21.2 Ammoniac 169
- 21.3 Hydrazine 171
- 22 Comparaison des combustibles 173
- 22.1 Résumé des étapes de production 173
- 22.2 Quel combustible pour quelle pile ? 174
- 22.3 Contenu énergétique 174
- 22.4 Volumes de stockage nécessaires 176
- 22.5 Bilan énergétique de la production de combustible 177
- 23 Conclusion : quel combustible ? 181
- 23.1 Les défis 181
- 23.2 Quel hydrogène ? 181
- 23.3 La «société hydrogène» ? 182
- F Système
- 24 Balance of plant (BoP) 185
- 24.1 Configuration du stack 185
- 24.2 Gestion du combustible 186
- 24.3 Gestion de l'oxygène (ou de l'air) 188
- 24.4 Gestion de l'électrolyte 189
- 24.5 Gestion des sous-produits 189
- 24.6 Gestion thermique 190
- 24.7 Gestion électrique 192
- 24.8 Gestion centrale 192
- 24.9 Concevoir un système simple 193
- 24.10 Exemple de système complet : auxiliaire de puissance (APU, auxiliary power unit) 195
- 24.11 Conclusion 196
- G Modélisation, simulation et test
- 25 Approche de la modélisation 199
- 26 Définition d'un modèle 201
- 27 Exemples 203
- 27.1 Modèle unidimensionnel 203
- 27.2 Modèle bidimensionnel 204
- 27.3 Modèle tridimensionnel 205
- 27.4 Exemples de modélisation 206
- 27.5 Modélisation et simulation de systèmes complexes 207
- 27.6 Tests et résultats expérimentaux 208
- 27.7 Conclusion 208
- H Législation et sécurité
- 28 Législation 211
- 28.1 Organismes élaborant les normes 211
- 28.2 Normes applicables aux piles à combustible 212
- 28.3 Législation pour applications spécifiques 213
- 28.4 Organismes certificateurs de systèmes utilisant une pile à combustible 214
- 29 Sécurité 215
- 29.1 Méthodologie 215
- 29.2 Sécurité d'un système utilisant une pile à combustible 216
- 29.3 Conclusion 220
- I Applications
- 30 Transports 223
- 30.1 Transports terrestres (propulsion) 223
- 30.2 Transports maritimes (propulsion) 251
- 30.3 Transports aériens (propulsion) 260
- 30.4 Conclusion 263
- 31 Alimentation auxiliaire ou de secours 265
- 31.1 APU pour véhicules terrestres 266
- 31.2 APU maritime 267
- 31.3 APU pour les transports aériens 269
- 31.4 Alimentation pour stations de télécommunication 271
- 32 Applications stationnaires ou transportables 273
- 32.1 Cogénération pour habitat individuel, petit collectif ou tertiaire 273
- 32.2 Systèmes transportables de moyenne puissance 280
- 32.3 Systèmes stationnaires de forte puissance 282
- 32.4 Centrales électriques 286
- 32.5 Conclusion 286
- 32.6 Production décentralisée et stockage d'électricité 288
- 33 Applications pédagogiques ou pour formation 293
- 33.1 Applications ludiques ou d'initiation 293
- 33.2 Bancs d'évaluation 295
- 33.3 À qui s'adressent ces équipements ? 297
- 34 Applications portables ou ultraportables 299
- 34.1 Applications portables 299
- 34.2 Applications ultraportables 303
- 34.3 Téléphones portables et piles à combustible 304
- 34.4 Micropiles à combustible 308
- 34.5 Conclusion 308
- 35 Applications militaires 311
- 35.1 Transports 311
- 35.2 Alimentations portables 311
- 35.3 Applications stationnaires ou transportables 312
- 35.4 Surveillance 312
- 35.5 Des développements fortement subventionnés 312
- Perspectives 313
- Annexes
- A Unités 317
- B Programmes et acteurs 319
- C Sites et salons 323
- D Lexique et abréviations 325
- Bibliographie 329
- Index 331
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Origine de la notice:
- FR-751131015
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Disponible - 621.35 BOU
Niveau 3 - Techniques
