Le nitrure de zirconium (ou zirconium nitride en anglais) a eu les honneurs d'une publication dans "Chemical Science", une revue de la Royal Society of Chemistry de Londres. Heng Liu et Hao Li ont eu l'idée de tester les propriétés oxydantes de cette céramique. Il en ressort que le ZrN est un meilleur candidat pour les piles à combustible par exemple que le platine communément utilisé. Cette étude est la énième d'une série d'études sur ce matériau.
Pour cela, il faut mettre le matériau dans un environnement alcalin. L'équipe de chercheurs a analysé comment les performances sont atteintes et pour ceux que cela intéresse, c'est disponible ici. En gros, le ZrN se retrouve avec une fine couche d'ion hydroxyde (HO*) qui facilite la réduction de l'oxygène. La possibilité de fonctionner sous conditions alcalines est aussi un plus.
Le ZrN serait donc un tr_s bon candidat pour améliorer les piles à combustible à hydrogène. Les PàC sont une piste poussée par certains pour "verdir" la production d'électricité secondaire et stocker de l'énergie sous forme de dihydrogène. Dans la chaîne complète "électricité => H2 => électricité", la pile à combustible ajoute au mauvais rendement global. Toute amélioration sur ce point participera à l'amélioration globale d'un rendement proche de 20% à peine.
Miracle ou pas ?
Les PàC sont une solution pour l'automobile électrique sans batterie. Quelques véhicules sont disponibles avec une pile à combustible utilisant de l'hydrogène comme la Toyota Mirai, ou plus souvent des utilitaires. La PàC, lourde et consommatrice, serait plus intéressante pour les véhicules lourds comme les camions ou les trains, sans pour autant être révolutionnaires.
Surtout, les PàC coûtent cher, très cher. Les chercheurs essaient donc de trouver des matériaux plus performants que le platine pour la réduction, mais aussi moins onéreux. D'autres candidats comme le Fe3N (nitrure de fer), TiN (nitrure de titane) et HfN (nitrure d'hafnium) semblent avoir de bonnes propriétés.
Pour que le ZrN ou un autre matériau s'impose, il faudra que son prix soit moindre que celui du platine, l'élément réducteur communément utilisé. Actuellement, le platine s'échange aux alentours de 27 € le gramme.
3 commentaires
Non je crois qu’il faut toujours une batterie pour r une voiture à PaC sinon le rendement est merdique. La PAC ne saurait pas faire varier la puissance comme une batterie
On peut se contenter d’une batterie tampon de faible capacité.
Cela dépend de ce que l’on veut comme caractère de voiture.
La batterie tampon va pouvoir par exemple délivrer 100 kW de puissance instantanée pour alimenter le moteur (de 100 kW ou un peu moins).
La PàC pourra alors se contenter d’être de 10 kW par exemple.
Si on veut une voiture « sportive », il faut alors plus de tampon, et une PàC plus puissante pour recharger « rapidement » le tampon.
Enfin, on peut avoir une PàC qui fait la puissance max du moteur.
C’était le principe du proto à hydrogène Green GT H2 (de mémoire), mais pas du second Mission H24 qui a des buffers.
La Mirai par exemple a une petite batterie haute puissance de 4,0 Ah sous 310,8 V soit 1,25 kWh.
Petite batterie = poids contenu (on est quand même à 45 kg pour la Mirai) mais aussi très grand nombre de cycles…il faut donc une batterie de technologie très sure car on n’arrête pas de tamponner cette batterie (charge/décharge).