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# Pile à combustible
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Une pile à combustible est un générateur électrochimique produisant une tension électrique grâce à l'oxydation sur une électrode d'un combustible réducteur (par exemple le dihydrogène) couplée à la réduction sur l'autre électrode d'un oxydant, tel que l'oxygène de l'air. Elle est distincte de la pile électrique, qui fonctionne également par réaction d'oxydoréduction, mais qui est constituée d'empilements de métaux.

## Historique
L'effet pile à combustible est découvert par l'Allemand Christian Schönbein en 1839. Le premier modèle de laboratoire de pile à combustible est réalisé par William R. Grove sur les trois années suivantes. En 1889, Ludwig Mond et Carl Langer donnent à la pile à combustible son nom et sa forme actuelle. Francis T. Bacon reprend les études de la pile à combustible en 1932 et réalise un premier prototype de 1 kW en 1953, puis de 5 kW en 1959. Ce prototype servira de modèle pour les futures piles à combustible utilisées lors des missions spatiales Apollo.
La longue période (plus d'un siècle) qui s'est écoulée entre la réalisation du premier modèle de pile à combustible et les premières utilisations s'explique par le très fort développement qu'ont connu les autres types de générateurs d'énergie électrique et par le fait que le coût des matériaux utilisés dans la pile à combustible reste encore actuellement élevé.

## Généralités
Une pile à combustible est un générateur électrique dans lequel la fabrication de l'électricité se fait grâce à l'oxydation, sur une électrode, d'un combustible réducteur (par exemple le dihydrogène), couplée à la réduction sur l'autre électrode d'un oxydant, tel que le dioxygène de l'air. La réaction d'oxydation de l'hydrogène est accélérée par un catalyseur qui est généralement du platine. Si d'autres combinaisons sont possibles, la pile la plus couramment étudiée et utilisée est la pile dihydrogène-dioxygène ou dihydrogène-air, car la production de dihydrogène est maîtrisée (très majoritairement à partir d'hydrocarbures, mais aussi par électrolyse de l'eau, le dihydrogène étant un vecteur énergétique), et des recherches sont à l'étude pour en trouver à l'état naturel,.

### Évolutions techniques
Depuis 1977, certaines piles à combustible (utilisées sur les satellites) contiennent des membranes en polymères (électrolyte solide acide ou alcalin) rendus conducteurs, prenant la forme d'une fine membrane séparant les deux électrodes. Ces électrodes contiennent du platine, qui agit comme catalyseur de la réaction. S'agissant d'un métal rare, polluant et coûteux, on lui cherche donc des alternatives ; on teste, par exemple en Chine, un polymère (polysulfone ou polysulfone à ammonium quaternaire) avec une cathode (côté oxygène) en argent et une anode (côté hydrogène) en nickel plaquée de chrome.
En 2010, des chercheurs américains et des chercheurs allemands ont proposé d'intégrer un catalyseur supplémentaire, moins coûteux et qui pourrait diviser par deux la quantité de platine des piles à combustible ; il s'agit de nanosphères construites avec des atomes de platine et de cuivre, dont les particules de cuivre sont par la suite en partie extraites, laissant une sorte de nanocoquille de platine de quelques atomes d'épaisseur. La méthode de production de ces nanosphères est telle qu'elle diminue leur capacité de fixation de l'oxygène, ce qui favorise la formation d'eau en rendant la pile plus productive. Selon cette équipe cela pourrait réduire de 80 % le prix des piles à combustible. Ce procédé pourrait être appliqué à d'autres métaux pour produire d'autres types de catalyseurs pouvant par exemple permettre une production d'hydrogène et d'oxygène à partir d'eau comme stockage chimique de l'énergie électrique produite par des éoliennes ou des panneaux solaires, avant de la restituer sous forme d'électricité.

## Pile à combustible à hydrogène
Le fonctionnement d'une pile dihydrogène-dioxygène est particulièrement propre puisqu'il ne produit que de l'eau. Mais jusqu'en 2010, la fabrication de ces piles était très coûteuse, notamment à cause de la quantité non négligeable de platine nécessaire et au coût des membranes échangeuses d'ions.

### Principe de fonctionnement
Le principe de la pile à combustible est inverse de celui d'une électrolyse. La réaction chimique produite par l'oxydation et la rencontre de gaz produit de l'électricité, de l'eau et de la chaleur. Le fonctionnement de la pile à combustible nécessite un approvisionnement en combustible, le plus utilisé étant l'hydrogène. Une cellule de pile à combustible produit une tension électrique d'environ 0,7 à 0,8 V, selon la charge (densité de courant) et produit de la chaleur. Leur température de fonctionnement varie de 60 à 1 050 °C selon les modèles. L'eau est généralement évacuée sous forme de vapeur avec l'excédent de dioxygène.
Les types de piles à combustible les plus connus sont la pile à membrane échangeuse de protons et la pile à oxyde solide.

#### Pile à membrane échangeuse de protons
Une pile à combustible à membrane échangeuse de protons comporte :
- deux plaques bipolaires :
  1. une pour distribuer l'hydrogène,
  2. une autre pour distribuer l'oxygène et évacuer l'eau ;
- deux électrodes : une anode et une cathode pour faire circuler le courant électrique (électrons) ;
- une membrane échangeuse de protons faisant fonction d'électrolyte : elle est isolante, c'est-à-dire qu'elle bloque le passage des électrons tout en laissant passer les ions H+ (protons) ;
- des catalyseurs (platine) qui accélèrent les réactions entre les gaz.

L'hydrogène sous forme diatomique (dihydrogène H2)  entre par la plaque bipolaire à gauche sur la figure.
Arrivé à l'anode, il se dissocie en ions (H+) et en électrons (e−) selon la réaction 2 H2 = 4 H+ + 4 e−. Les ions traversent alors la membrane, mais les électrons, bloqués, sont contraints d'emprunter un circuit extérieur, ce qui va engendrer un courant électrique.
À la cathode, les ions hydrogène, les électrons et du dioxygène (pur ou provenant de l'air) se rencontrent pour former de l'eau selon la réaction : 4 H+ + 4 e− + O2 = 2 H2O. L'eau et le dioxygène passent par la plaque bipolaire droite. Cette réaction produit également de la chaleur pouvant être récupérée.

#### Pile à oxyde solide
Le principe est similaire. La seule différence est que la membrane échangeuse de protons est remplacée par une autre membrane appelée « membrane à oxyde solide ». Les molécules dans la pile à combustible ne vont alors pas réagir de la même façon :
- dans un premier temps, le dihydrogène entre par la plaque bipolaire à gauche sur la figure, et arrive sur l'anode ;
- là, le dihydrogène se dissocie : 2 H2 = 4 H+ + 4 e− (jusque-là, aucun changement) ;
- les électrons (e−) empruntent un circuit extérieur, mais les ions H+ (protons), au lieu de traverser la membrane, restent sur l'électrode ;
- après avoir traversé les dipôles, les électrons rejoignent la cathode chargée en dioxygène. Chaque molécule de dioxygène va fixer quatre électrons pour donner deux ions doublement négatifs d'oxygène selon : O2 + 4e− → 2 O2− ;
- les ions O2− traversent l'électrolyte et se combinent avec les protons H+ pour former de l'eau : 4 H+ + 2 O2− = 2 H2 + O2 = 2 H2O.

Ce type de pile dispense d'utiliser des catalyseurs très onéreux et polluants (tel le platine) mais ne fonctionne qu'à très haute température (autour de 600 à 800 °C) et leur fabrication coûte plus cher pour des piles de faible puissance. Elles sont donc réservées à des applications spécifiques nécessitant une forte puissance.

## Pile à combustible au méthanol
Il existe deux types de piles à combustible au méthanol :
- les piles RMFC (Reformed Methanol Fuel Cell) : dans ces piles, le méthanol est reformé pour produire l'hydrogène qui alimentera la pile ;
- les piles DMFC (Direct Methanol Fuel Cell) : dans ces piles, le méthanol est directement oxydé dans le cœur de la pile et ne nécessite pas d'être reformé.

Ces piles ne peuvent être « propres » que si le méthanol est obtenu par méthanolisation, car elles rejettent du CO2 et même du CO qui peuvent toutefois être récupérés.

## Différentes techniques de piles à combustible
| Type                                    | Électrolyte                            | Ions mis en œuvre | Gaz/liquide à l'anode                 | Gaz à la cathode | Puissance      | Température de fonctionnement | Rendement électrique                | Maturité                          | Domaine                           |
| --------------------------------------- | -------------------------------------- | ----------------- | ------------------------------------- | ---------------- | -------------- | ----------------------------- | ----------------------------------- | --------------------------------- | --------------------------------- |
| AFC - Alcaline                          | Hydroxyde de potassium                 | HO−               | dihydrogène                           | dioxygène        | 10 à 100 kW    | 60 à 90 °C                    | Pile seule : 60-70 % Système : 62 % | Commercialisé/ Développement      | Portable, transport               |
| DBFC - Hydrure de bore direct           | Membrane protonique Membrane anionique | H+ HO−            | NaBH4 liquide                         | dioxygène        | 250 mW/cm2     | 20 à 80 °C                    | 50 % monocellule                    | Développement                     | portable <20 W                    |
| PEMFC – à membrane d'échange de protons | Membranes polymère Nafion-PBI          | H+                | dihydrogène                           | dioxygène        | 0,1 à 500 kW   | 60 à 220 °C                   | Pile : 50-70 % Système : 30–50 %    | Commercialisé/ Développement      | portable, transport, stationnaire |
| DMFC – à méthanol direct                | Membrane polymère                      | H+                | méthanol                              | dioxygène        | mW à 100 kW    | 90 à 120 °C                   | Pile : 20–30 %                      | Commercialisé/ Développement      | transport, stationnaire           |
| DEFC – à éthanol direct                 |                                        |                   |                                       |                  |                | 90 à 120 °C                   |                                     | Développement                     |                                   |
| FAFC – à acide formique                 |                                        |                   |                                       |                  |                | 90 à 120 °C                   |                                     | Développement                     |                                   |
| DFFC – à formiate direct                |                                        |                   |                                       |                  | 591 mW/cm      | 60°C                          |                                     | Développement                     |                                   |
| PAFC – à acide phosphorique             | Acide phosphorique                     | H+                | dihydrogène                           | dioxygène        | jusqu'à 10 MW  | environ 200 °C                | Pile : 55 % Système : 40 %          | Développement                     | transport, stationnaire           |
| MCFC – à carbonate fondu                | Carbonate de métaux alcalins           | CO32−             | dihydrogène, Méthane, Gaz de synthèse | dioxygène        | jusqu'à 100 MW | environ 650 °C                | Pile : 55 % Système : 47 %          | Développement/ Mise sur le marché | stationnaire                      |
| PCFC – à céramique protonante           |                                        | H+                |                                       |                  |                | 700 °C                        |                                     | Développement                     |                                   |
| SOFC – à oxyde solide                   | Céramique                              | O2−               | dihydrogène, Méthane, Gaz de synthèse | dioxygène        | jusqu'à 100 MW | 800 à 1 050 °C                | Pile : 60–65 % Système : 55–60 %    | Développement                     | stationnaire                      |

### Rendements globaux
Le rendement global, qui est le rapport entre la quantité d'électricité produite par la pile à hydrogène et la quantité d'électricité dépensée dans l'électrolyse pour synthétiser de l'hydrogène, est assez faible.
Un groupe électrogène permet un rendement de 25 % et une pile à hydrogène peut atteindre 50 à 60 % de rendement électrique, ou plus s'il existe un besoin pour la chaleur de récupération mais les rendements énergétiques cumulés de la synthèse du dihydrogène et de la compression ou liquéfaction sont encore assez faibles. Ici, le dihydrogène n'est pas une source d'énergie primaire ; c'est un vecteur d'énergie.
Le rendement sur une automobile serait de 35 %,. Selon l'Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie, le rendement global de la chaîne électricité-hydrogène-électricité est de l'ordre de 25 %.

## Applications
Les principaux champs d'application sont les suivants.

### Transports
Les piles à combustible alimentées à l'hydrogène sont utilisées pour alimenter plusieurs prototypes de voitures électriques, et de bus électriques. Des trains pour des lignes ferroviaires non électrifiées entrent en service en 2020 en Allemagne et les premiers essais en France ont lieu en 2023. La technologie produit aussi depuis 2022 de l'électricité à bord d'un navire de croisière.
Le 5 décembre 2023, Symbio, coentreprise de Stellantis, Michelin et Forvia, inaugure son usine SymphonHy à Saint-Fons (Rhône), dont la capacité devrait atteindre 50 000 systèmes de piles à hydrogène destinés au marché des utilitaires, puis à celui des poids lourds à partir de 2027.

### Stationnaire
Les applications stationnaires se centrent principalement dans des système de cogénération de petite puissance, des applications de grande puissance et des systèmes d'alimentation sans interruptions (UPS en anglais).

#### Cogénération
Les systèmes de cogénération domestique, ou micro-cogénération, sont des appareils de chauffage domestiques intégrant une pile à combustible. Ils permettent de produire de la chaleur et de l'électricité simultanément.
Au Japon, 310 000 systèmes de 0,3 kW jusqu'à 1 kW électrique ont été installés entre 2009 et 2019 dans le cadre du projet ENE-FARM,. Dans ces systèmes, l'hydrogène est obtenu par reformage du méthane.
En Europe, plusieurs fabricants de micro-cogénérations à pile à combustible testent sur le terrain des prototypes pré-commerciaux dans douze pays européens,. En mai 2016, le projet de la Commission européenne ene.field et Pace vise à développer des piles à combustible domestiques pour les particuliers, avec plusieurs marques associées à ce projet. Pace projette en 2017 d'installer en cinq ans à 2 650 exemplaires de micro-cogénérateurs en Europe, avec quatre industriels impliqués afin d'ouvrir un marché (objectif : 800 000 piles à combustible installées par an en 2050 en substitut aux chaudières à condensation).

### Perspectives
Les piles à combustible sont envisagées pour alimenter divers appareils nomades, tels que des téléphones ou des ordinateurs portables. La viabilité industrielle se heurte encore à un rendement énergétique global assez faible compte tenu du fait que chaque étape (synthèse de l'hydrogène, séchage du gaz, stockage, vaporisation, rendement des réactions électrochimiques de la pile, circulation des fluides, régulation thermique, maintenance, récupération du platine, etc.) contribue à un rendement global encore décevant.
En 2009, des chercheurs japonais ont atteint un rendement de 56 % pendant plusieurs centaines d'heures avec une pile de 3 kW. En 2017, presque 200 000 unités étaient installées en maisons individuelles. Dans le cadre du projet HiPer-FC (High Performance Fuel Cell) lancé par la NEDO en 2008, un « Centre de recherche sur les nanomatériaux pour les piles à combustible » y travaille depuis le 25 août 2009.

## Programmes de recherche ou de développement
En 2017, à l'occasion du Forum économique mondial de Davos, est créé le Conseil de l'hydrogène, une initiative mondiale de grandes entreprises du secteur de l’énergie, des transports et de l’industrie pour développer l’économie de l’hydrogène et des piles à combustible.

### Par zones géographiques

#### États-Unis
Les États-Unis  développent de nombreux projets soutenus par le gouvernement, parfois présentés comme une des solutions majeures contre le réchauffement climatique.

#### Canada
Au Canada, l'Institut d'innovation en piles à combustible du Conseil national de recherches du Canada (IIPC-CNRC) a été créé en septembre 2006 sur 6 500 m2, en Colombie-Britannique (UBC), dans la grappe technologique de la région de Vancouver, pilote dans ce domaine. Il vise à développer l'industrie de l'hydrogène et des piles à combustible au Canada. C’est une plate-forme de démonstration autant que de recherche, qui abrite aussi le programme de Vancouver sur les véhicules à piles à combustible, ainsi que le projet d’autoroute de l'hydrogène de la Colombie britannique, épaulés par des laboratoires consacrés à l'alimentation en hydrogène et aux techniques de piles à combustible intégrées. Le site dispose de pompes géothermiques et de moyens photovoltaïques de production d'hydrogène.

#### Europe
L'Europe s'est dotée en 2008 d'un cadre (règlement européen) pour le développement des véhicules à hydrogène (comme combustible), mais soutient aussi des projets de recherche sur les piles à hydrogène

#### France
En France, l’ADEME, EDF et le CEA ont installé un réseau « Pile à Combustible » (PACo) le 25 juin 1999 piloté par Catherine Ronge, directrice R&D d’Air liquide et Roger Ballay, directeur adjoint de la recherche à EDF, co-animé par l’ADEME et le Commissariat à l’énergie atomique (CEA). Ce réseau avait pour missions d’accélérer les recherches sur la pile à combustible en identifiant les verrous technologiques, d’animer la communauté scientifique autour d’un pôle d’expertise susceptible de valoriser et diffuser les avancées de la recherche, de développer les partenariats public-privé et une réflexion prospective sur le développement de ces techniques.
En 2005, le réseau français PACo a été remplacé par le programme PAN-H (Plan d'action sur l'hydrogène et les piles à combustible, 2005-2008) de l’ANR (Agence nationale de la recherche), suivi du programme HPAC (Hydrogène et piles à combustible) entre 2009 et 2010. Les différents axes de recherches des programmes Pan-H et HPAC ont été positionnés — ou repositionnés — en 2010 dans les programmes PROGELEC (Production renouvelable et gestion de l’électricité) et TTD (Transport terrestre durable) de l'ANR.
Dans le nord de la France, le laboratoire de nanotechnologies de l’Institut d'électronique de microélectronique et de nanotechnologie a réalisé en mai 2009 une pile à combustible de très petites dimensions (5 × 3,6 mm).
En Martinique, un système de pile à hydrogène baptisé Cleargen est inauguré le 5 décembre 2019 par la Société anonyme de la raffinerie des Antilles (SARA). La pile, fournie par Hydrogène de France (HDF), utilise le procédé d‘électrolyse inverse de l’eau pour fabriquer de l’électricité à partir d’hydrogène et d’oxygène ; elle utilisera l’excédent d’hydrogène produit par la raffinerie pour alimenter le réseau électrique de l’île, à la demande, avec une puissance d'un mégawatt, ce qui permet d'alimenter environ 2 000 foyers.
En mai 2023, la jeune société grenobloise Inocel, créée en 2021, annonce le choix de Belfort pour construire une usine de fabrication de piles à combustibles à basse température d'une puissance unitaire de 300 kW, fruit de deux ans de développement au sein du CEA-Liten et destinée aux marchés du stationnaire, de la marine et de la mobilité lourde terrestre. Inocel aurait déjà enregistré un milliard d'euros d'intentions d'achats. L'usine devrait démarrer en septembre 2024 puis monter en cadence pour atteindre, à terme, une capacité de 30 000 piles par an.

#### Japon
En 2007, sous l'égide du Japon, est amorcée une réflexion sur des normes, règles et standards de fabrication et de sûreté, de manière à faciliter l'usage généralisé des piles à combustible ou à hydrogène.
Quelques années auparavant, sur l'initiative du Premier ministre Koizumi, il a été possible en un peu plus de 24 mois de :
- revoir les 28 codes contenus dans les six lois qui régissaient l’utilisation de l’hydrogène et des piles à combustible dans le domaine grand public ;
- définir un programme de lancement de chaudières électrogènes à pile a combustible par Tokyo Gas[38] (subventionné par l’État) ; ce programme se poursuit par l'introduction de la deuxième génération d’équipements Ene-Farm en 2011[39] ;
- garantir aux nouveaux utilisateurs dix ans de service après-vente en échange d’informations sur le comportement et les rendements de l’installation ;
- équiper les services du Premier ministre, le 3 décembre 2002, de deux véhicules hydrogène (FCEV), l'un fourni par Toyota, l'autre par Honda ;
- installer dans la résidence du Premier ministre, le 8 avril 2005, une pile à combustible en cogénération[40].

Le Japon espère ainsi réduire de 50 % ses émissions de dioxyde de carbone liées à la petite électronique, en proposant par ailleurs des batteries dont l'autonomie serait multipliée par trois.

### Automobile
L’utilisation de piles à hydrogène dans l’automobile, qui est en concurrence avec d'autres types de voitures à pile à combustible, s’appuie sur plusieurs schémas :
- tout hydrogène ou « full power » : c’est une pile à hydrogène dont on fait varier la puissance de sortie qui alimente directement le ou les moteurs électriques de propulsion (en anglais FCEV) ;
- hybride ou « mid range » : la pile à hydrogène en fonctionnant dans une plage étroite fournit de l’électricité qui est utilisée par le ou les moteurs ou pour recharger une batterie de capacité limitée (en anglais FCHEV) ;
- à prolongateur d’autonomie ou « range extender » : une petite pile à hydrogène vient recharger la batterie d’un véhicule électrique en assurant éventuellement le chauffage de l’habitacle (en anglais EREV).

#### Concept-cars

##### General Motors
Le premier modèle est la Sequel. La pile à hydrogène de 73 kW est alimentée par trois réservoirs de dihydrogène en composite bobiné, de 700 bar (2005). Le second est la Chevy Volt : concept présenté en janvier 2007 au salon automobile de Détroit (États-Unis). Le 3e modèle est l'Hydrogen 4 présenté le 6 mars 2008 au 78e salon international de l’automobile de Genève (Suisse). La pile à combustible du GM HydroGen4 se compose de 440 cellules connectées en série. L’ensemble du système offre une puissance électrique atteignant 93 kW alimentant un moteur électrique synchrone de 73 kW soit 100 ch. Il permet à l’HydroGen4 de franchir le zéro à 100 km/h en 12 secondes environ. Le HydroGen4 dispose d’un système de stockage comprenant trois réservoirs à haute pression de 700 bar réalisés en fibre de carbone, pouvant contenir 4,2 kg d'hydrogène. Ce qui permet une autonomie atteignant 320 km.

##### BMW
Exemples de modèles produits : prototype i8 de 2015 (pile de la Toyota Mirai), prototype i Hydrogen NEXT développé sur la base d’un X5 et présenté lors du salon de l'automobile de Francfort de 2019. Dans son communiqué de presse de présentation du prototype, BMW annonce que ce prototype préfigure en fait une petite série qui serait présentée à l'horizon 2022, pour qu'ensuite, au plus tôt en 2025, d'autres véhicules soient proposés selon les exigences du marché et la situation générale.

##### Mercedes-Benz
Le concept car Ener-G-Force fonctionnant grâce à un pile à combustible alimentée avec des réservoirs d'eau montés sur le toit a été présenté au salon de Los Angeles en 2012. Il a été construit la NECAR et la F-Cell : toute une famille de véhicules avec différents types de combustible (hydrogène gazeux, méthanol, etc.). À ce jour (2010), Daimler a construit le plus grand nombre de véhicules utilisant une pile à combustible (plus de cent). Mercedes a annoncé la production en série pour le grand public de la classe B F-Cell Hydrogène en 2017.

##### Hummer
Le Hummer O2 est un concept car tout-terrain.

#### Prototypes

##### Cityjoule
Il s'agit d'une voiture expérimentale de l'université de Nantes dont le coefficient de traînée Cx est annoncé à 0,11 en 2013,.

##### GreenGT
La GreenGT H2 est le premier prototype de compétition électrique-hydrogène, la genèse de la GreenGT H2 débute en 2009. Elle est officiellement présentée le 2 juin 2012 dans le cadre de la journée d'essais des 24 Heures du Mans. Elle est alors non roulante et reçoit une livrée noir et orange. Le 27 juin 2015, elle fait l'objet d'une première présentation dynamique publique sur le circuit Paul-Ricard dans le cadre de la manche française de la coupe du monde des voitures de tourisme. Arborant une nouvelle livrée bleu clair et blanc, elle est alors conduite par Olivier Panis, ancien pilote de Formule 1 et vainqueur du Grand Prix automobile de Monaco 1996 sur Ligier-Mugen-Honda. À l’invitation de Michelin, elle fait une seconde démonstration, en ouverture du premier Paris ePrix de Formule E, le 23 avril 2016. Le 26 juin en fin de journée, lors des 24 Heures du Mans 2016 et toujours conduite par Olivier Panis, elle devient la première voiture mue par un groupe motopropulseur électrique-hydrogène à effectuer un tour du circuit automobile sarthois. Deux jours plus tard, le 28 juin, la H2 et son pilote rééditent leur démonstration juste avant que soit donné le départ de la course. La puissance de la GreenGT H2, équipée des deux moteurs électriques, est de 2 × 200 kW à 1 350 tr/min, soit 544 ch
La H2 Speed est née à la demande du carrossier italien Pininfarina, la H2 Speed est présentée au 86e salon international de l'automobile de Genève le 1er mars 2016,,,. Elle est conjointement dévoilée par Jean-François Weber (cofondateur, actionnaire et directeur de la recherche et du développement de GreenGT), Fabio Filippini (directeur du style de Pininfarina), Silvio Angori (président-directeur général de Pininfarina) et Paolo Pininfarina (président du groupe Pininfarina). À cette occasion, le magazine américain Autoweek, dans son édition du 21 mars 2016, lui décerne le Best Concept Award, prix récompensant chaque année plus beau concept car du salon en la désignant alors comme « la voiture zéro émission la plus rapide de tous les temps »,. Ses rivales étaient la Sbarro Prom, l’Italdesign GTZERO et la Morgan EV3. Le 30 mars 2016, la H2 Speed est présentée, sur sa demande, à Albert II, prince de Monaco, attentif aux technologies à développement durable. À l’issue de cette présentation, une combinaison de pilote aux couleurs de GreenGT est remise au souverain monégasque. Elle est brodée de son nom en guise d’invitation à venir essayer la H2 Speed. Les 21 et 22 mai, elle participe au concours d'élégance de la Villa d'Este de Cernobbio en Italie puis, du 8 au 12 juin 2016, au salon de l'automobile de Turin. La H2 Speed est ensuite présentée à deux reprises par Michelin, partenaire pneumatiques de GreenGT, à l’occasion d’événements automobiles internationaux, la première fois en France lors des 24 Heures du Mans 2016, du 15 au 19 juin, et la deuxième en Grande-Bretagne, au festival de vitesse de Goodwood, une semaine plus tard.

##### Suzuki
En collaboration avec General Motors, il a construit le prototype de voiture Mr Wagon FCW. La pile à hydrogène est alimentée par du dihydrogène contenu dans des réservoirs à 700 bar.

##### Michelin
Un prototype de voiture Hy-light fonctionnant avec une pile à hydrogène a été présenté en mars 2005. La pile est alimentée par du dihydrogène provenant de trois bouteilles haute pression bobinées composite,
Le manufacturier a aussi construit un prototype de voiture Hy-light 2 fonctionnant avec une pile à combustible. Il a été présenté en septembre 2007. Par rapport à la hy-light, la 2e génération possède des batteries et plus des supercapacités,
La F-City H2 est la première voiture française à recevoir des autorités françaises une homologation route. Ce véhicule est le fruit de la collaboration entre Michelin et FAM Automobiles (devenu depuis France Craft Automobiles). Pour celui-ci, Michelin a conçu un pack pile à hydrogène compact mais complet, comprenant même le réservoir d’hydrogène à 350 bar qui remplace le bac à batteries de la version électrique de le F-City.

##### PSA
Le constructeur a construit un démonstrateur TAXI PAC, pile à combustible alimentée par un rack (interchangeable) de bouteilles d'hydrogène sous pression, un démonstrateur H2O, véhicule de pompier avec range-extender à pile à combustible avec génération in situ de l'hydrogène à partir de tétrahydruroborate de sodium, un démonstrateur QUARK, quad à pile à combustible comportant un moteur électrique dans chacune des quatre roues, un démonstrateur 207 CC Epure comportant la pile à combustible issue du programme GENEPAC. PSA a collaboré au projet GENEPAC (2002-2006) avec le CEA pour une pile hydrogène de type PEMFC de 80 kW,

##### Renault-Nissan
En 2008, le constructeur a présenté le prototype Renault Scénic ZEV H2 à pile à combustible.

##### Venturi
La Venturi Buckeye Bullet 2 bat le record de vitesse FIA pour un véhicule électrique alimenté par une pile à combustible : 487 km/h. C’est le premier véhicule électrique à franchir la barre symbolique des 300 mph (plus de 480 km/h).

##### SymbioFCell
Le HyKangoo est construit sur la base d’un Kangoo ZE avec une évolution en véhicule électrique à prolongateur d’autonomie, avec une pile de 5 kW et un petit stockage hydrogène, présenté au Mondial de l’automobile 2012. Véhicule en démonstration sur le site Solvay de Tavaux.

#### Voitures de série

##### Ford
Le modèle produit est la Focus FCV.

##### Honda
La Honda FCX Clarity est la première voiture de série, commercialisée (en location) au Japon et aux États-Unis (État de Californie). C'est un véhicule cinq-places, équipé d'un réservoir d'une pression de 350 bar.
Honda a également produit la Honda CR-X.

##### Hyundai
Tucson FCEV est une voiture hybride. La pile à hydrogène de 80 kW est alimentée par une bouteille à gaz bobinée composite.
Le iX35 FCEV est une nouvelle génération du Tucson FCEV qui pourrait commencer à être commercialisée sur quelques territoires spécifiques dotés d'une infrastructure de remplissage hydrogène adéquate. Hyundai annonce une autonomie de 564 km et le prix d'un plein serait aux alentours des 56 euros. Un partenariat technologique a été annoncé en juin 2018 avec Audi (filiale de Volkswagen, sachant que l'Allemagne a lancé un programme visant 400 stations service de distribution d'hydrogène avant 2023. En France en 2018 une flotte de taxis Hype fonctionne à l'hydrogène (dont 60 modèles Hyundai).

##### Nikola Motor Company
Le 3 mai 2018, le brasseur Anheuser-Busch a commandé « jusqu'à » 800 camions pour assurer la livraison de bières aux États-Unis.

##### Toyota
Le constructeur a produit une voiture cinq places FCHV-4 et bus FCHV-US1. Ces programmes ont été présentés pour la première fois en 2001. Ils comportent une pile à hydrogène de 90 kW. Toyota annonce en juin 2009 pour 2015 le développement de voitures électriques entièrement fondées sur les piles à combustible en vente (contrairement à aujourd'hui où les voitures électriques sont en leasing). En juin 2014, Toyota confirme la commercialisation au Japon en avril 2015 de sa première berline à pile à combustible, la Mirai, à un prix bien plus bas que ce qu'attendaient les observateurs ; elle sera aussi proposée à l'été 2015 aux États-Unis et dans quelques pays européens équipés de stations de recharge comme la Suède ; Toyota espère vendre des dizaines de milliers de ce type de voitures par an dans la prochaine décennie. La Toyota Mirai sort en 2014.

### Autres domaines
- Camions : en 2020, des entreprises suisses expérimentent des camions à hydrogène pour le transport des marchandises[71].
- Tracteur : prototype de tracteur fonctionnant à l'hydrogène[72].
- Dameuse : Aztec[73].
- Bateaux : on[style à revoir] projette de les utiliser pour des véhicules marins, dont des bateaux de pêche (avec en France le pôle PRINA ; Pôle de recherche et d’innovation de Nantes-Atlantique et Atlanpole, porteur de la Mission Hydrogène[74] et le projet SHYPER (« Système hydrogène pour une pêche écologiquement responsable »[75],[76]). À Nantes, le 30 aout 2019, la SEMITAN inaugure le Jules Verne 2, navette fluviale de transport de passagers, mue par une pile à combustible[77]. Fincantieri, un des leaders mondiaux de la construction navale, va construire des navires propulsés à l'hydrogène, en utilisant le système de stockage de l'hydrogène sous forme d’hydrures métalliques mis au point par McPhy Energy[78].
- Système Nomades : Paxitech conçoit des piles à faible puissance pour des applications nomades, telles que les chargeurs USB, les lampes (casques de spéléologie).
- Production électrique stationnaire :
  - produits de la société américaine Fuel Cell Energy,
  - Axane (Air liquide) : Evopac, système d'alimentation autonome alimenté par du dihydrogène.
- Système de refroidissement par évaporation inspiré des plantes vertes pour les piles à combustible des ordinateurs portables de demain[79].
- Aéronautique :
  - Antares DLR-H2,
  - le 6 août 2009, cent ans après l'exploit de Blériot, un ULM à hydrogène traverse la Manche[80] ; cet engin et son concepteur, Gérard Thévenot, ont reçu le e-flight award[81].
- Astronautique, en particulier lors du programme Apollo[82].
- Pôle de compétitivité Tenerrdis avec son écosystème hydrogène.
- Sous-marins.

title: Pile à combustible

wikitext:
{{Voir homonymes|Pile}}
[[Fichier:Fuel cell NASA p48600ac.jpg|vignette|redresse|[[Pile à combustible à méthanol direct|Pile à combustible au méthanol]] de la [[National Aeronautics and Space Administration|NASA]].]]
Une '''pile à combustible''' est un [[Générateur électrique|générateur]] [[Électrochimie|électrochimique]] produisant une [[tension électrique]] grâce à l'[[oxydation]] sur une [[électrode]] d'un [[combustible]] [[Réducteur (chimie)|réducteur]] (par exemple le [[dihydrogène]]) couplée à la [[Réaction d'oxydoréduction|réduction]] sur l'autre électrode d'un [[oxydant]], tel que l'[[dioxygène|oxygène]] de l'[[air]]. Elle est distincte de la [[pile électrique]], qui fonctionne également par réaction d'oxydoréduction, mais qui est constituée d'empilements de métaux<ref>{{Ouvrage |prénom1=Pierre |nom1=Mayé |titre=Générateurs électrochimiques Piles, accumulateurs et piles à combustible |éditeur=Dunod |date=[20]|isbn=978-2-10-055564-2 |isbn2=2-10-055564-2 |oclc=800778001 |consulté le=2022-12-03}}.</ref>.

== Historique ==

L'effet pile à combustible est découvert par l'Allemand [[Christian Schönbein]] en [[1839 en science|1839]]. Le premier modèle de [[laboratoire de recherche|laboratoire]] de pile à combustible est réalisé par [[William Grove|William R. Grove]] sur les trois années suivantes. En 1889, [[Ludwig Mond]] et Carl Langer donnent à la pile à combustible son nom et sa forme actuelle<ref name=":0">{{Article |langue=français |auteur1=Renaut Mosdale |titre=Piles à combustibles appliquées aux véhicules |périodique=Techniques de l'ingénieur |date=10 juillet 2008 |lire en ligne= |pages= }}</ref>. [[Francis Thomas Bacon|Francis T. Bacon]] reprend les études de la pile à combustible en 1932 et réalise un premier prototype de {{unité|1|[[watt|kW]]}} en 1953, puis de {{unité|5|kW}} en 1959. Ce prototype servira de modèle pour les futures piles à combustible utilisées lors des missions spatiales [[Programme Apollo|Apollo]].

La longue période (plus d'un siècle) qui s'est écoulée entre la réalisation du premier modèle de pile à combustible et les premières utilisations s'explique par le très fort développement qu'ont connu les autres types de [[générateur électrique|générateurs d'énergie électrique]] et par le fait que le coût des matériaux utilisés dans la pile à combustible reste encore actuellement élevé<ref>{{Article |langue=en |prénom1=Harold Duane |nom1=Wallace |titre=Fuel Cells: A Challenging History |périodique=Substantia |date=2019-11-22 |doi=10.13128/SUBSTANTIA-277 |consulté le=2023-07-12 |pages=83-97}}.</ref>.

== Généralités ==
[[Fichier:Woking Park Fuel Cell - geograph.org.uk - 22955.jpg|vignette|Piscine municipale de [[Woking (Royaume-Uni)|Woking]]. Première expérience anglaise de pile à combustible fonctionnant en [[cogénération]] (production simultanée de chaleur et d'électricité).]]

Une pile à combustible est un [[générateur électrique]] dans lequel la fabrication de l'[[électricité]] se fait grâce à l'[[oxydation]], sur une [[électrode]], d'un [[combustible]] [[réaction d'oxydoréduction|réducteur]] (par exemple le [[dihydrogène]]), couplée à la réduction sur l'autre électrode d'un oxydant, tel que le [[dioxygène]] de l'air. La [[Réaction chimique|réaction]] d'oxydation de l'hydrogène est accélérée par un [[catalyse]]ur qui est généralement du [[platine]]. Si d'autres combinaisons sont possibles, la pile la plus couramment étudiée et utilisée est la pile [[dihydrogène]]-[[dioxygène]] ou dihydrogène-air, car la [[Production d'hydrogène|production de dihydrogène]] est maîtrisée (très majoritairement à partir d'hydrocarbures, mais aussi par [[électrolyse de l'eau]], le dihydrogène étant un [[vecteur énergétique]]), et des recherches sont à l'étude pour en trouver à l'état naturel<ref>{{Lien brisé |url=http://eduscol.education.fr/orbito/pedago/pileh2/pile0.htm |site=education.fr |consulté le=25 octobre 2017}}.</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |langue=fr |titre=L’hydrogène naturel : curiosité géologique ou source d’énergie majeure dans le futur ? |url=https://www.connaissancedesenergies.org/tribune-actualite-energies/lhydrogene-naturel-curiosite-geologique-ou-source-denergie-majeure-dans-le-futur |site=Connaissances des énergies |date=22 mai 2020 |consulté le=2022-12-01}}.</ref>.

=== Évolutions techniques ===
Depuis 1977, certaines piles à combustible (utilisées sur les satellites) contiennent des membranes en [[polymère]]s (électrolyte solide acide ou alcalin) rendus conducteurs, prenant la forme d'une fine membrane séparant les deux électrodes<ref>Exemple : [[Nafion]] de Dupont de Nemours, pour la PEMFC (''{{langue|en|Proton Exchange Membrane Fuel Cell}}'', « pile à combustible à membrane échangeuse de protons »), piles utilisées dans l'espace.</ref>. Ces électrodes contiennent du [[platine]], qui agit comme catalyseur de la réaction. S'agissant d'un métal rare, [[polluant]] et coûteux, on lui cherche donc des alternatives ; on teste, par exemple en [[Chine]], un polymère ([[polysulfone]] ou polysulfone à [[ammonium quaternaire]])<ref group=alpha>''Quaternary ammonium polysulphone'' ou QAPS.</ref> avec une cathode (côté oxygène) en argent et une anode (côté hydrogène) en [[nickel]] plaquée de [[chrome]]<ref>{{en}} Shanfu Lu, Jing Pan, Aibin Huang, Lin Zhuang, et Juntao Lu, [http://www.pnas.org/content/105/52/20611 « Alkaline polymer electrolyte fuel cells completely free from noble metal catalysts »], PNAS, 2008.</ref>.

En 2010, des chercheurs américains et des chercheurs allemands<ref group=alpha>Équipe dirigée par Peter Strasser, de l'université technique de Berlin et du pôle d'excellence UniCat ({{Langue|en|texte=Unifying Concepts in Catalysis}}), ''cluster'' allemand visant à améliorer la catalyse, associant {{nombre|250|chimistes}}, physiciens, biologistes de quatre universités et deux Instituts (l'Institut Max-Planck de Berlin et celui du Brandebourg), avec un budget de sept millions d'euros en 2010.</ref> ont proposé d'intégrer un catalyseur supplémentaire, moins coûteux et qui pourrait diviser par deux la quantité de platine des piles à combustible<ref>[http://www.nature.com/nchem/journal/v2/n4/index.html ''Lattice-strain control of the activity in dealloyed core-shell fuel cell catalysts''], ''Nature''.</ref> ; il s'agit de nanosphères construites avec des atomes de platine et de [[cuivre]], dont les particules de cuivre sont par la suite en partie extraites, laissant une sorte de nanocoquille de platine de quelques atomes d'épaisseur. La méthode de production de ces nanosphères est telle qu'elle diminue leur capacité de fixation de l'oxygène, ce qui favorise la formation d'eau en rendant la pile plus productive. Selon cette équipe cela pourrait réduire de 80 % le prix des piles à combustible. Ce procédé pourrait être appliqué à d'autres métaux pour produire d'autres types de catalyseurs pouvant par exemple permettre une production d'hydrogène et d'oxygène à partir d'eau comme stockage chimique de l'énergie électrique produite par des éoliennes ou des [[Capteur solaire photovoltaïque|panneaux solaires]], avant de la restituer sous forme d'électricité.

== Pile à combustible à hydrogène ==
Le fonctionnement d'une pile [[dihydrogène]]-[[dioxygène]] est particulièrement propre puisqu'il ne produit que de l'[[eau]]. Mais jusqu'en 2010, la fabrication de ces piles était très coûteuse, notamment à cause de la quantité non négligeable de [[platine]] nécessaire et au coût des membranes échangeuses d'[[ion]]s<ref>{{Article|langue = en|prénom1 = Dominic A.|nom1 = Notter|prénom2 = Katerina|nom2 = Kouravelou|prénom3 = Theodoros|nom3 = Karachalios|prénom4 = Maria K.|nom4 = Daletou|titre = Life cycle assessment of PEM FC applications: electric mobility and μ-CHP|périodique = Energy Environ. Sci.|année=2015|mois=juin|volume = 8|doi = 10.1039/c5ee01082a|lire en ligne = http://xlink.rsc.org/?DOI=C5EE01082A|consulté le = 2015-10-30|pages = 1969-1985}}</ref>.

=== Principe de fonctionnement ===
Le principe de la pile à combustible est inverse de celui d'une [[électrolyse]]<ref>{{Lien web |langue=fr |nom=CEA |titre=Comment fonctionnent un électrolyseur et une pile à combustible ? |url=https://www.cea.fr/multimedia/Pages/videos/culture-scientifique/energies/fonctionnement-electrolyseur-pile-a-combustible.aspx |site=CEA/Médiathèque |date=2019-01-09 |consulté le=2022-12-01}}.</ref>. La réaction chimique produite par l'[[oxydation]] et la rencontre de gaz produit de l'électricité, de l'eau et de la chaleur. Le fonctionnement de la pile à combustible nécessite un approvisionnement en combustible, le plus utilisé étant l'hydrogène. Une cellule de pile à combustible produit une tension électrique d'environ {{unité|0.7 à 0.8|V}}<ref>{{en}} [http://auto.howstuffworks.com/fuel-efficiency/alternative-fuels/fuel-cell2.htm Comment fonctionne une pile à combustible]</ref>, selon la charge ([[densité de courant]]) et produit de la chaleur. Leur température de fonctionnement varie de {{tmp|60|1050|°C}} selon les modèles<ref name=":0" />. L'eau est généralement évacuée sous forme de vapeur avec l'excédent de dioxygène.

Les types de piles à combustible les plus connus sont la pile à membrane échangeuse de protons et la pile à oxyde solide.

==== Pile à membrane échangeuse de protons ====
{{article détaillé|Pile à combustible à membrane d'échange de protons}}
[[Fichier:Fuel cell FR.svg|vignette|upright|Pile à combustible.]]
Une pile à combustible à membrane échangeuse de protons comporte :
* deux plaques bipolaires :
*# une pour distribuer l'hydrogène,
*# une autre pour distribuer l'oxygène et évacuer l'eau ;
* deux [[électrode]]s : une anode et une cathode pour faire circuler le courant électrique (électrons) ;
* une membrane échangeuse de protons faisant fonction d'[[électrolyte]] : elle est isolante, c'est-à-dire qu'elle bloque le passage des électrons tout en laissant passer les ions H{{exp|+}} (protons) ;
* des catalyseurs (platine) qui accélèrent les réactions entre les gaz.

L'hydrogène sous forme diatomique (dihydrogène {{fchim|H|2}})  entre par la plaque bipolaire à gauche sur la figure.

Arrivé à l'anode, il se dissocie en ions (H{{exp|+}}) et en électrons (e{{exp|−}}) selon la réaction 2 {{fchim|H|2}} = 4 H{{exp|+}} + 4 e{{exp|−}}. Les ions traversent alors la membrane, mais les électrons, bloqués, sont contraints d'emprunter un circuit extérieur, ce qui va engendrer un courant électrique.

À la cathode, les ions hydrogène, les électrons et du dioxygène (pur ou provenant de l'air) se rencontrent pour former de l'eau selon la réaction : 4 H{{exp|+}} + 4 e{{exp|−}} + {{fchim|O|2}} = 2 {{H2O}}. L'eau et le dioxygène passent par la plaque bipolaire droite. Cette réaction produit également de la chaleur pouvant être récupérée.

==== Pile à oxyde solide ====
{{article détaillé|Pile à combustible à oxyde solide}}
Le principe est similaire. La seule différence est que la membrane échangeuse de protons est remplacée par une autre membrane appelée « membrane à oxyde solide ». Les molécules dans la pile à combustible ne vont alors pas réagir de la même façon :
* dans un premier temps, le dihydrogène entre par la plaque bipolaire à gauche sur la figure, et arrive sur l'anode ;
* là, le dihydrogène se dissocie : 2 {{fchim|H|2}} = 4 H{{exp|+}} + 4 e{{exp|−}} (jusque-là, aucun changement) ;
* les électrons (e{{exp|−}}) empruntent un circuit extérieur, mais les [[ion]]s H{{exp|+}} (protons), au lieu de traverser la membrane, restent sur l'électrode ;
* après avoir traversé les dipôles, les électrons rejoignent la cathode chargée en dioxygène. Chaque [[molécule]] de dioxygène va fixer quatre électrons pour donner deux ions doublement négatifs d'oxygène selon : O2 + 4e{{exp|−}} → 2 O{{exp|2−}} ;
* les ions O{{exp|2−}} traversent l'électrolyte et se combinent avec les protons H{{exp|+}} pour former de l'eau : 4 H{{exp|+}} + 2 O{{exp|2−}} = 2 {{fchim|H|2}} + {{fchim|O|2}} = 2 {{H2O}}.

Ce type de pile dispense d'utiliser des catalyseurs très onéreux et polluants (tel le platine) mais ne fonctionne qu'à très haute température (autour de {{tmp|600|800|°C}}) et leur fabrication coûte plus cher pour des piles de faible puissance. Elles sont donc réservées à des applications spécifiques nécessitant une forte puissance<ref>{{Lien web |titre=Wayback Machine |url=https://web.archive.org/web/20141202060134/http://www.austceram.com/JAC-2014-1/Article-PDFs/3_JACS%2050_Badwal_23-37.pdf |site=web.archive.org |consulté le=2023-07-12}}</ref>.

== Pile à combustible au méthanol ==
{{Article détaillé|Pile à combustible à méthanol direct}}
Il existe deux types de piles à combustible au méthanol :
* les piles RMFC (''{{langue|en|Reformed Methanol Fuel Cell}}'') : dans ces piles, le méthanol est reformé pour produire l'hydrogène qui alimentera la pile ;
* les piles DMFC (''{{langue|en|Direct Methanol Fuel Cell}}'') : dans ces piles, le méthanol est directement oxydé dans le cœur de la pile et ne nécessite pas d'être reformé.

Ces piles ne peuvent être « propres » que si le méthanol est obtenu par [[méthanolisation]], car elles rejettent du [[dioxyde de carbone|{{CO2}}]] et même du [[monoxyde de carbone|CO]] qui peuvent toutefois être récupérés<ref>{{Article |langue=en |titre=Comparative Analysis of On-Board Methane and Methanol Reforming Systems Combined with HT-PEM Fuel Cell and CO2 Capture/Liquefaction System for Hydrogen Fueled Ship Application |périodique=Energies |numéro=13 |date=01/2020 |pages=4-25 |doi=10.3390/en13010224 |accès doi=libre}}.</ref>.

== Différentes techniques de piles à combustible ==
{| class="wikitable"
|+Tableau récapitulatif des différentes techniques de piles à combustible
 !Type
 !Électrolyte
 !Ions mis en œuvre
 !Gaz/liquide à l'anode
 !Gaz à la cathode
 !Puissance
 !Température
de fonctionnement
 !Rendement
électrique
 !Maturité
 !Domaine
 |-
 |AFC - [[Pile à combustible alcaline|Alcaline]]
 |Hydroxyde de potassium
 |HO−
 |[[dihydrogène]]
 |[[dioxygène]]
 | {{unité/2|10|à=100|kW}}
 | {{tmp|60|90|°C}}
 |Pile seule : 60-70 %
Système : 62 %
 |Commercialisé/ Développement
 |Portable, transport
 |-
 |DBFC - [[Pile à combustible à hydrure de bore direct|Hydrure de bore direct]]
 |Membrane protonique

Membrane anionique
 | H+

HO−
 | NaBH4 liquide
 |[[dioxygène]]
 | {{unité|250|mW/cm|2}}
 |{{tmp|20|80|°C}}
 |50 % monocellule
 |Développement
 |portable <{{unité|20|W}}
 |-
 |PEMFC – [[Pile à combustible à membrane d'échange de protons|à membrane d'échange de protons]]
 |Membranes polymère Nafion-PBI
 |H+
 |[[dihydrogène]]
 |[[dioxygène]]
 | {{unité/2|0.1|à=500|kW}}
 |{{tmp|60|220|°C}}
 |Pile : 50-70 %
Système : 30–50 %
 |Commercialisé/ Développement
 |portable, transport, stationnaire
 |-
 |DMFC – [[Pile à combustible à méthanol direct|à méthanol direct]]
 |Membrane polymère
 |H+
 |[[méthanol]]
 |[[dioxygène]]
 |{{unité||mW}} à {{unité|100|kW}}
 |{{tmp|90|120|°C}}
 |Pile : 20–30 %
 |Commercialisé/ Développement
 |transport, stationnaire
 |-
 |DEFC – [[Pile à combustible à éthanol direct|à éthanol direct]]
 |
 |
 |
 |
 |
 |{{tmp|90|120|°C}}
 |
 |Développement
 |
 |-
 |FAFC – [[Pile à combustible à acide formique|à acide formique]]
 |
 |
 |
 |
 |
 |{{tmp|90|120|°C}}
 |
 |Développement
 |
 |-
 |DFFC – à [[formiate]] direct<ref>{{Article |langue=en |auteur1=Liang An |titre=Direct formate fuel cells: A review |périodique=Journal of Power Sources |volume=320  |pages=127-139 |date=15 juillet 2016 |doi=10.1016/j.jpowsour.2016.04.082 |accès doi=inscription}}.</ref>
 |
 |
 |
 |
 |591 mW/cm
 |60°C
 |
 |Développement
 |
 |-
 |PAFC – [[Pile à combustible à acide phosphorique|à acide phosphorique]]
 |Acide phosphorique
 |H+
 |[[dihydrogène]]
 |[[dioxygène]]
 |jusqu'à {{unité|10|MW}}
 |environ {{tmp|200|°C}}
 |Pile : 55 %
Système : 40 %
 |Développement
 |transport, stationnaire
 |-
 |MCFC – [[Pile à combustible à carbonate fondu|à carbonate fondu]]
 |Carbonate de métaux alcalins
 |{{fchim|CO|3}}2−
 |[[dihydrogène]], [[Méthane]], [[Gaz de synthèse]]
 |[[dioxygène]]
 |jusqu'à {{unité|100|MW}}
 |environ {{tmp|650|°C}}
 |Pile : 55 %
Système : 47 %
 |Développement/ Mise sur le marché
 |stationnaire
 |-
 |PCFC – [[Pile à combustible à céramique protonante|à céramique protonante]]
 |
 |
H+
|
 |
 |
 |{{tmp|700|°C}}
 |
 |Développement
 |
 |-
 |-
 |SOFC – [[Pile à combustible à oxyde solide|à oxyde solide]]
 |Céramique
 |O2−
 |[[dihydrogène]], [[Méthane]], [[Gaz de synthèse]]
 |[[dioxygène]]
 |jusqu'à {{unité|100|MW}}
 |{{tmp|800|1050|°C}}
 |Pile : 60–65 %
Système : 55–60 %
 |Développement
 |stationnaire
 |}

=== Rendements globaux ===
Le rendement global, qui est le rapport entre la quantité d'électricité produite par la pile à hydrogène et la quantité d'électricité dépensée dans l'[[électrolyse]] pour synthétiser de l'hydrogène, est assez faible.

Un [[groupe électrogène]] permet un rendement de 25 % et une pile à hydrogène peut atteindre 50 à 60 % de rendement électrique, ou plus s'il existe un besoin pour la chaleur de récupération<ref>{{lien web |titre=La pile à combustible |url=https://energies.airliquide.com/fr/mediatheque-planete-hydrogene/planet-hydrogen-pile-combustible |site=[[Air liquide]] |consulté le=20 octobre 2020}}.</ref> mais les rendements énergétiques cumulés de la synthèse du dihydrogène et de la compression ou liquéfaction sont encore assez faibles. Ici, le dihydrogène n'est pas une source d'énergie primaire ; c'est un [[Vecteur énergétique|vecteur d'énergie]].

Le rendement sur une automobile serait de 35 %<ref>{{Lien web |langue=fr |auteur=[[RTE (entreprise)|RTE]] |titre=La transition vers un hydrogène bas carbone |sous-titre=Atouts et enjeux pour le système électrique à l’horizon 2030-2035 |url=https://www.connaissancedesenergies.org/sites/default/files/pdf-actualites/Rapport_hydrogene-pdf.pdf |format=pdf |site=connaissancedesenergies.org |date=2020-01 |page=23}}.</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Is hydrogen the solution to net-zero home heating? |traduction titre=L'hydrogène est-il la solution au chauffage domestique à consommation nulle ? |url=https://www.theguardian.com/science/2020/mar/21/is-hydrogen-the-solution-to-net-zero-home-heating |site=[[The Guardian]] |date=2020-03-21}}.</ref>. Selon l'[[Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie]], le rendement global de la chaîne électricité-hydrogène-électricité est de l'ordre de 25 %<ref>{{Lien web |auteur1=Luc Bodineau |auteur2=Pierre Sacher |titre=Rendement de la chaîne hydrogène |url=https://www.ademe.fr/sites/default/files/assets/documents/rendement-chaine-h2_fiche-technique-02-2020.pdf |format=pdf |site=[[Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie]] |date=2020-1}}.</ref>.

== Applications ==
Les principaux champs d'application sont les suivants.

=== Transports ===
Les piles à combustible alimentées à l'hydrogène sont utilisées pour alimenter plusieurs prototypes de [[Voiture électrique|voitures électriques]]<ref>[http://www.fch-ju.eu/Projects%20by%20application%20area/Transport%20and%20refuelling%20infrastructure ''Transport and refuelling infrastructure''], sur ''fch-ju.eu''.</ref>{{,}}<ref>[http://www.afh2.org/uploads/memento/Fiche%209.1%20-%20PAC%20dans%20le%20transport%20automobile%20rev.avril%202009%20Th.Alleau.pdf Fiche PAC dans le transport automobile], sur ''afh2.org''</ref> et de bus électriques<ref>[http://www.afhypac.org/images/documents/fiche_9.2.1_daimler_les_bus_pac_rev.oct2013_th.pdf Fiche Daimler les bus PAC], sur ''afhypac.org''</ref>. Des trains pour des lignes ferroviaires non électrifiées entrent en service en 2020 en Allemagne et les premiers essais en France ont lieu en 2023<ref>{{Lien web |auteur=Élise Pierre |titre=Première circulation en France du train à hydrogène d’Alstom sur la ligne Tours-Loches |url=https://www.usinenouvelle.com/article/premiere-circulation-en-france-du-train-a-hydrogene-d-alstom-sur-la-ligne-tours-loches.N2095916 |site=[[L'Usine nouvelle]] |date=2/2/2023 |consulté le=19/10/2023}}.</ref>. La technologie produit aussi depuis 2022 de l'électricité à bord d'un navire de croisière<ref>{{Lien web |auteur=Thierry Hameau |titre=Construit à Saint-Nazaire, le paquebot Europa va tester sa pile mystère |url=https://www.ouest-france.fr/pays-de-la-loire/saint-nazaire-44600/construit-a-saint-nazaire-le-paquebot-europa-va-tester-sa-pile-mystere-14f4065c-4a15-11ed-9784-e9ad79cbd945 |site=[[Ouest-France]] |date=23/10/2022 |consulté le=19/10/2023}}.</ref>.

Le 5 décembre 2023, [[Symbio (entreprise)|Symbio]], coentreprise de [[Stellantis]], [[Michelin]] et [[Forvia]], inaugure son usine SymphonHy à [[Saint-Fons]] (Rhône), dont la capacité devrait atteindre {{unité|50000 systèmes}} de piles à hydrogène destinés au marché des utilitaires, puis à celui des poids lourds à partir de 2027<ref>« [https://www.lesechos.fr/industrie-services/automobile/avec-sa-gigafactory-symbio-vise-50000-piles-a-hydrogene-par-an-2039480 Avec sa gigafactory, Symbio vise 50.000 piles à hydrogène par an] », ''[[Les Échos]]'', 5 décembre 2023.</ref>.

=== Stationnaire ===
Les applications stationnaires se centrent principalement dans des système de cogénération de petite puissance, des applications de grande puissance et des systèmes d'alimentation sans interruptions (UPS en anglais)<ref>{{Article |langue=en |prénom1=Viviana |nom1=Cigolotti |prénom2=Matteo |nom2=Genovese |prénom3=Petronilla |nom3=Fragiacomo |titre=Comprehensive Review on Fuel Cell Technology for Stationary Applications as Sustainable and Efficient Poly-Generation Energy Systems |périodique={{lang|en|Energies}} |volume=14 |numéro=16 |date=2021-08-13 |issn=1996-1073 |doi=10.3390/en14164963 |consulté le=2023-07-25 |pages=4963}}.</ref>.

==== Cogénération ====
Les systèmes de cogénération domestique, ou micro-cogénération, sont des appareils de chauffage domestiques intégrant une pile à combustible. Ils permettent de produire de la chaleur et de l'électricité simultanément.

Au Japon, 310 000 systèmes de {{unité|0,3 kW}} jusqu'à {{unité|1 kW}} électrique ont été installés entre 2009 et 2019 dans le cadre du projet ENE-FARM<ref>{{Lien archive |langue=jp |url=http://www.tokyo-gas.co.jp/techno/stp1/00h1_e.html |titre=Development of the new model of a residential fuel cell, "ENE-FARM" |site=tokyo-gas.co.jp |horodatage archive=20140827083755}}.</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Residential Fuel Cell ENE-FARM |url=https://www.challenge-zero.jp/en/casestudy/469 |site=challenge-zero.jp |consulté le=2023-09-10}}.</ref>. Dans ces systèmes, l'hydrogène est obtenu par [[reformage du méthane]].

En Europe, plusieurs fabricants de micro-cogénérations à pile à combustible testent sur le terrain des prototypes pré-commerciaux dans douze pays européens<ref>{{Lien archive |langue=en |horodatage archive=20140221123133|url=http://www.fch-ju.eu/Projects%20by%20application%20area/Stationary%20power%20production%20and%20CHP|titre=Stationary power production and CHP|site= fch-ju.eu}}.</ref>{{,}}<ref>{{en}} [http://www.cogeneurope.eu/medialibrary/2012/09/28/7905d06f/27092012%20-%20ene.field%20press%20release.pdf « European field trials for residential fuel cell micro-CHP kick off »] {{pdf}}, sur ''cogeneurope.eu'', 27 décembre 2012 (consulté le 20 octobre 2017).</ref>. En {{date-|mai 2016}}, le projet de la [[Commission européenne]] ''{{Langue|en|texte=ene.field}}'' et ''Pace'' vise à développer des piles à combustible domestiques pour les particuliers, avec plusieurs marques associées à ce projet<ref name="Bechkri2017">Bechkri C.C., [http://www.batiactu.com/edito/maison-pionniere-chauffage-eau-chaude-et-electricite-50899.php « Maison pionnière : chauffage, eau chaude et électricité avec un seul appareil »], sur ''batiactu.com'', 24 octobre 2017.</ref>. ''Pace'' projette en 2017 d'installer en cinq ans à {{nombre|2650|exemplaires}} de micro-cogénérateurs en Europe, avec quatre industriels impliqués afin d'ouvrir un marché (objectif : {{nombre|800000|piles}} à combustible installées par an en 2050 en substitut aux chaudières à condensation<ref name="Bechkri2017" />).

=== Perspectives ===
Les piles à combustible sont envisagées pour alimenter divers appareils nomades, tels que des téléphones ou des ordinateurs portables. La viabilité industrielle se heurte encore à un rendement énergétique global assez faible compte tenu du fait que chaque étape ([[Production d'hydrogène|synthèse de l'hydrogène]], séchage du gaz, [[Stockage de l'hydrogène|stockage]], [[vaporisation]], rendement des [[Électrochimie|réactions électrochimiques]] de la pile, circulation des fluides, régulation thermique, maintenance, récupération du [[platine]]{{etc.}}) contribue à un [[rendement (physique)|rendement]] global encore décevant.

En 2009, des chercheurs japonais ont atteint un rendement de 56 % pendant plusieurs centaines d'heures avec une pile de {{unité|3|kW}}<ref>[http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/59106.htm Brève de l'ambassade de France au Japon / ADIT intitulée « Rendement record pour une nouvelle pile à combustible »], BE Japon 501, {{date|18 mai 2009}}, d'après une [http://www.tohogas.co.jp/press/730.html#01 source japonaise].</ref>. En 2017, presque {{nombre|200000|unités}} étaient installées en maisons individuelles<ref name="Bechkri2017" />. Dans le cadre du projet ''HiPer-FC'' (''{{langue|en|High Performance Fuel Cell}}'') lancé par la NEDO en 2008, un « Centre de recherche sur les nanomatériaux pour les piles à combustible » y travaille depuis le {{date-|25 août 2009}}<ref>Centre initié en 2008 par la NEDO, le METI et le département de [[Yamanashi]]. Il est situé sur le campus de Kofu de l'[[université de Yamanashi]] et piloté par le {{Pr|Masahiro Watanabe}}.</ref>.

== Programmes de recherche ou de développement ==
En 2017, à l'occasion du [[Forum économique mondial]] de Davos, est créé le [[Conseil de l'hydrogène]], une initiative mondiale de grandes entreprises du secteur de l’énergie, des transports et de l’industrie pour développer l’économie de l’hydrogène et des piles à combustible<ref>{{Lien web |langue=fr |titre=Les géants de l'hydrogène unissent leurs forces |url=https://www.lesechos.fr/2017/01/les-geants-de-lhydrogene-unissent-leurs-forces-166693 |site=[[Les Échos]] |date=2017-01-18 |consulté le=2023-07-12}}.</ref>.

=== Par zones géographiques ===

==== États-Unis ====
Les [[États-Unis]]  développent de nombreux projets soutenus par le gouvernement, parfois présentés comme une des solutions majeures contre le [[réchauffement climatique]].

==== Canada ====
Au [[Canada]], l'Institut d'innovation en piles à combustible du Conseil national de recherches du Canada (IIPC-CNRC) a été créé en {{date-|septembre 2006}} sur {{unité|6500|m|2}}, en [[Colombie-Britannique]] (UBC), dans la grappe technologique de la région de Vancouver, pilote dans ce domaine. Il vise à développer l'industrie de l'hydrogène et des piles à combustible au Canada. C’est une plate-forme de démonstration autant que de recherche, qui abrite aussi le programme de Vancouver sur les véhicules à piles à combustible, ainsi que le projet d’autoroute de l'hydrogène de la Colombie britannique, épaulés par des laboratoires consacrés à l'alimentation en hydrogène et aux techniques de piles à combustible intégrées. Le site dispose de pompes géothermiques et de moyens photovoltaïques de production d'hydrogène.

==== Europe ====
L'Europe s'est dotée en 2008 d'un cadre (règlement européen) pour le développement des véhicules à hydrogène (comme combustible), mais soutient aussi des projets de recherche sur les piles à hydrogène

==== France ====
En [[France]], l’[[Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie|ADEME]], [[Électricité de France|EDF]] et le [[Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives|CEA]] ont installé un réseau « Pile à Combustible » (PACo) le {{date-|25|juin|1999}} piloté par Catherine Ronge, directrice R&D d’[[Air liquide]] et Roger Ballay, directeur adjoint de la recherche à EDF, co-animé par l’ADEME et le Commissariat à l’énergie atomique ([[Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives|CEA]]). Ce réseau avait pour missions d’accélérer les recherches sur la pile à combustible en identifiant les verrous technologiques, d’animer la communauté scientifique autour d’un pôle d’expertise susceptible de valoriser et diffuser les avancées de la recherche, de développer les partenariats public-privé et une réflexion prospective sur le développement de ces techniques.

En 2005, le réseau français PACo a été remplacé par le programme PAN-H (Plan d'action sur l'hydrogène et les piles à combustible, 2005-2008) de l’ANR ([[Agence nationale de la recherche]]), suivi du programme HPAC (Hydrogène et piles à combustible) entre 2009 et 2010. Les différents axes de recherches des programmes Pan-H et HPAC ont été positionnés {{incise|ou repositionnés}} en 2010 dans les programmes PROGELEC (Production renouvelable et gestion de l’électricité) et TTD (Transport terrestre durable) de l'ANR.

Dans le nord de la France, le laboratoire de nanotechnologies de l’[[Institut d'électronique de microélectronique et de nanotechnologie]] a réalisé en {{date-|mai 2009}} une pile à combustible de très petites dimensions ({{unité|5x3.6|mm}})<ref>[http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=6656 Actualité du site Techno-Sciences.net]</ref>.

En [[Martinique]], un système de pile à hydrogène baptisé Cleargen est inauguré le {{Date-|5 décembre 2019}} par la [[Société anonyme de la raffinerie des Antilles]] (SARA). La pile, fournie par Hydrogène de France (HDF), utilise le procédé d‘électrolyse inverse de l’eau pour fabriquer de l’électricité à partir d’hydrogène et d’oxygène ; elle utilisera l’excédent d’hydrogène produit par la raffinerie pour alimenter le réseau électrique de l’île, à la demande, avec une puissance d'un mégawatt, ce qui permet d'alimenter environ {{Nombre|2000 foyers}}<ref>{{Lien web|url= http://outremers360.com/fil-info-appli/energies-renouvelables-trois-ans-apres-son-installation-la-pile-a-combustible-de-la-sara-inauguree-en-martinique/|titre= Énergies renouvelables : Trois ans après son installation, la pile à combustible de la Sara inaugurée en Martinique|date= 2019-12-5|site= Outremers 360°}}.</ref>.

En mai 2023, la jeune société grenobloise Inocel, créée en 2021, annonce le choix de [[Belfort]] pour construire une usine de fabrication de piles à combustibles à basse température d'une puissance unitaire de {{unité|300 kW}}, fruit de deux ans de développement au sein du [[Laboratoire d'innovation pour les technologies des énergies nouvelles et les nanomatériaux|CEA-Liten]] et destinée aux marchés du stationnaire, de la marine et de la mobilité lourde terrestre. Inocel aurait déjà enregistré un milliard d'euros d'intentions d'achats. L'usine devrait démarrer en {{date-|septembre 2024}} puis monter en cadence pour atteindre, à terme, une capacité de {{unité|30000 piles}} par an<ref>[https://www.lesechos.fr/industrie-services/energie-environnement/inocel-produira-a-belfort-ses-piles-a-combustible-de-forte-puissance-1942310 Inocel produira à Belfort ses piles à combustible de forte puissance], ''[[Les Échos]]'', 10 mai 2023.</ref>.

==== Japon ====
En 2007, sous l'égide du [[Japon]], est amorcée une réflexion sur des normes, règles et standards de fabrication et de sûreté, de manière à faciliter l'usage généralisé des piles à combustible ou à hydrogène.

Quelques années auparavant, sur l'initiative du Premier ministre [[Jun'ichirō Koizumi|Koizumi]]<ref>{{en}} [http://www.iphe.net/docs/Meetings/USA_11-03/Japan_Statement_text.pdf « Ministerial presentation at IPHE meeting »] {{pdf}}, sur ''iphe.net'', 20 novembre 2003 (consulté le 20 octobre 2017).</ref>, il a été possible en un peu plus de {{nobr|24 mois}} de :
* revoir les 28 codes contenus dans les six lois qui régissaient l’utilisation de l’hydrogène et des piles à combustible dans le domaine grand public ;
* définir un programme de lancement de chaudières électrogènes à pile a combustible par Tokyo Gas<ref>[http://energie.cnrs.fr/spip.php?action=acceder_document&arg=549&cle=e19e328e04547d65a504ff9c6665f53165d2a9a3&file=pdf%2F10-Stephane_Hody_-_GDF_SUEZ_-_La_muCHP_a_pile_a_combustible.pdf Présentation du projet ENE-Farm par GDF Suez et comparatif européen] {{Lien archive|url=http://energie.cnrs.fr/spip.php?action=acceder_document&arg=549&cle=e19e328e04547d65a504ff9c6665f53165d2a9a3&file=pdf%2F10-Stephane_Hody_-_GDF_SUEZ_-_La_muCHP_a_pile_a_combustible.pdf# |horodatage archive=20181108110851 |titre=Copie archivée }}, sur ''cnrs.fr'' (consulté le 20 octobre 2017)</ref> (subventionné par l’État) ; ce programme se poursuit par l'introduction de la deuxième génération d’équipements Ene-Farm en 2011<ref>{{en}} [http://news.panasonic.com/global/press/data/en110209-2/en110209-2.html « Tokyo Gas and Panasonic to Launch New Improved ''Ene-Farm'' Home Fuel Cell with World-Highest*1 Power Generation Efficiency at More Affordable Price »], sur ''panasonic.com'', 9 février 2011 (consulté le 20 octobre 2017).</ref> ;
* garantir aux nouveaux utilisateurs dix ans de service après-vente en échange d’informations sur le comportement et les rendements de l’installation ;
* équiper les services du Premier ministre, le {{date|3 décembre 2002}}, de deux véhicules hydrogène (FCEV), l'un fourni par Toyota, l'autre par Honda ;
* installer dans la résidence du Premier ministre, le {{date|8 avril 2005}}, une pile à combustible en cogénération<ref>{{en}} [http://www.terradaily.com/2005/050408115942.ff0tkp9r.html Japan's PM Koizumi gets fuel-cell power generators at his new home], sur ''terradaily.com'', 8 avril 2005 (consulté le 20 octobre 2017).</ref>.

Le Japon espère ainsi réduire de 50 % ses [[Émission de dioxyde de carbone|émissions de dioxyde de carbone]] liées à la petite électronique, en proposant par ailleurs des batteries dont l'autonomie serait multipliée par trois.

=== Automobile ===
{{section à délister|date=septembre 2015}}

L’utilisation de piles à hydrogène dans l’automobile, qui est en concurrence avec d'autres types de [[Voiture à pile à combustible|voitures à pile à combustible]], s’appuie sur plusieurs schémas :
* tout hydrogène ou « ''{{Langue|en|texte=full power}}'' » : c’est une pile à hydrogène dont on fait varier la puissance de sortie qui alimente directement le ou les moteurs électriques de propulsion (en anglais FCEV) ;
* hybride ou « ''mid range'' » : la pile à hydrogène en fonctionnant dans une plage étroite fournit de l’électricité qui est utilisée par le ou les moteurs ou pour recharger une batterie de capacité limitée (en anglais FCHEV) ;
* à prolongateur d’autonomie ou « ''{{Langue|en|texte=range extender}}'' » : une petite pile à hydrogène vient recharger la batterie d’un véhicule électrique en assurant éventuellement le chauffage de l’habitacle (en anglais EREV).

==== Concept-cars ====

===== [[General Motors]] =====
Le premier modèle est la Sequel. La pile à hydrogène de {{unité|73|kW}} est alimentée par trois réservoirs de [[dihydrogène]] en composite bobiné, de {{unité|700|bar}} (2005). Le second est la Chevy Volt : concept présenté en {{date|janvier 2007}} au salon automobile de Détroit (États-Unis). Le {{3e}} modèle est l'Hydrogen 4 présenté le {{date-|6 mars 2008}} au {{78e|salon}} international de l’automobile de Genève (Suisse). La pile à combustible du GM HydroGen4 se compose de {{nombre|440|cellules}} connectées en série. L’ensemble du système offre une puissance électrique atteignant {{unité|93|kW}} alimentant un moteur électrique synchrone de {{unité|73|kW}} soit {{unité|100|ch}}. Il permet à l’HydroGen4 de franchir le zéro à {{Unité|100|km/h}} en {{unité|12|secondes}} environ. Le HydroGen4 dispose d’un système de stockage comprenant trois réservoirs à haute pression de {{unité|700|bar}} réalisés en fibre de carbone, pouvant contenir {{unité|4.2|kg}} d'hydrogène. Ce qui permet une autonomie atteignant {{unité|320|km}}<ref>[http://planer-motorshow.gmeuropearchive.info/shows/geneva08/downloads/gm/fr/pdf/FR_GM_at_78th_Motor_Show_in_Geneva.pdf GM au {{78e}} salon international de l’Automobile de Genève] {{pdf}}, [[General Motors|GM Europe]], 12 février 2008.</ref>.

===== BMW =====
Exemples de modèles produits : prototype i8 de 2015 (pile de la Toyota Mirai), prototype i Hydrogen NEXT développé sur la base d’un X5 et présenté lors du [[Salon de l'automobile de Francfort#2019|salon de l'automobile de Francfort de 2019]]. Dans son communiqué de presse de présentation du prototype<ref>{{Lien web|langue=en|titre=The BMW i Hydrogen NEXT at the IAA Cars 2019|url=https://www.press.bmwgroup.com/global/article/detail/T0300507EN/the-bmw-i-hydrogen-next-at-the-iaa-cars-2019|date=10 septembre 2019}}</ref>, BMW annonce que ce prototype préfigure en fait une petite série qui serait présentée à l'horizon 2022, pour qu'ensuite, au plus tôt en 2025, d'autres véhicules soient proposés selon les exigences du marché et la situation générale.

===== [[Mercedes-Benz]] =====
Le concept car Ener-G-Force fonctionnant grâce à un pile à combustible alimentée avec des réservoirs d'eau montés sur le toit a été présenté au salon de Los Angeles en 2012. Il a été construit la NECAR et la F-Cell : toute une famille de véhicules avec différents types de combustible (hydrogène gazeux, méthanol{{etc.}})<ref>[http://www.lepoint.fr/auto-addict/actualites/l-hydrogene-veut-convaincre-l-europe-qu-il-fera-rouler-la-voiture-de-demain-12-10-2012-1516301_683.php L'hydrogène veut convaincre l'Europe qu'il fera rouler la voiture de demain], ''[[Le Point]]'', 12 octobre 2012</ref>. À ce jour (2010), Daimler a construit le plus grand nombre de véhicules utilisant une pile à combustible (plus de cent). Mercedes a annoncé la production en série pour le grand public de la {{nobr|classe B F-Cell Hydrogène}} en 2017<ref>[http://automobile.challenges.fr/essais/20110204.LQA3583/mercedes-benz-classe-b-f-cell-2011-un-p-tit-tour-et-puis-s-en-vont.html Essai de Mercedes-Benz Classe B F-Cell (2011)], ''Challenges'', 16 février 2011.</ref>.

===== [[Hummer]] =====
Le [[Hummer O2]] est un {{anglais|[[concept car]]}} [[tout-terrain]].

==== Prototypes ====

===== Cityjoule =====
Il s'agit d'une voiture expérimentale de l'[[université de Nantes]] dont le [[coefficient de traînée]] C{{ind|x}} est annoncé à 0,11 en 2013<ref>{{Lien web|titre= Dossier de presse|année= 2013|url=https://polytech.univ-nantes.fr/medias/fichier/dossier_presse_cityjoule_1366636330924.pdf|format= pdf|site= [[Université de Nantes]]}}.</ref>{{,}}<ref>{{Lien web|url= https://www.lesechos.fr/2013/04/le-prototype-cityjoule-prefigure-les-vehicules-urbains-de-demain-321207|titre= Le prototype Cityjoule préfigure les véhicules urbains de demain|auteur= Emmanuel Guimard|périodique= [[Les Échos]]|date= 2013-4-23}}.</ref>.
[[File:Cityjoule_diffuseur.png|vignette|La Cityjoule, voiture expérimentale de l'[[université de Nantes]].]]

===== [[GreenGT]] =====
[[Fichier:Green GT H2 avant.jpg|vignette|gauche|Les 26 et {{date-|28 juin 2016}}, la {{nobr|[[GreenGT]] H2}} est la première voiture à hydrogène à rouler sur le circuit des {{nobr|24 Heures}} du Mans.]]
La GreenGT H2 est le premier [[prototype]] de compétition électrique-hydrogène, la genèse de la {{nobr|GreenGT H2}} débute en 2009. Elle est officiellement présentée le {{date-|2 juin 2012}} dans le cadre de la journée d'essais des [[24 Heures du Mans]]<ref>{{Lien web|langue=en|auteur=Gary Watkins|titre=Green GT gets Le Mans experimental slot for 2013 24 Hours|url=http://www.autosport.com/news/report.php/id/100085|site= autosport.com|date=2 juin 2012|consulté le=7 septembre 2016}}</ref>. Elle est alors non roulante et reçoit une livrée noir et orange. Le {{date-|27 juin 2015}}, elle fait l'objet d'une première présentation dynamique publique sur le [[circuit Paul-Ricard]] dans le cadre de la manche française de la [[coupe du monde des voitures de tourisme]]<ref>{{Lien web|auteur=Jacques Hébert|titre=La Green GT a roulé au Castellet|url=https://www.ouest-france.fr/pays-de-la-loire/la-greengt-roule-au-castellet-3527303|périodique=[[Ouest-France]]|date=1 juillet 2015|consulté le=7 septembre 2015}}.</ref>. Arborant une nouvelle livrée bleu clair et blanc, elle est alors conduite par [[Olivier Panis]], ancien pilote de [[Formule 1]] et vainqueur du [[Grand Prix automobile de Monaco 1996]] sur Ligier-Mugen-Honda<ref>{{Article|auteur=C. Cap|titre=Panis roule à l'hydrogène|périodique=[[L'Équipe]]|numéro=22227|date=22 juillet 2015}}</ref>. À l’invitation de [[Michelin]], elle fait une seconde démonstration, en ouverture du premier Paris ePrix de [[Formule E]], le {{date-|23 avril 2016}}. Le {{date-|26 juin}} en fin de journée, lors des {{nobr|24 Heures}} du Mans 2016 et toujours conduite par Olivier Panis, elle devient la première voiture mue par un groupe motopropulseur électrique-hydrogène à effectuer un tour du circuit automobile sarthois. Deux jours plus tard, le {{date-|28 juin}}, la H2 et son pilote rééditent leur démonstration juste avant que soit donné le départ de la course. La puissance de la {{nobr|GreenGT H2}}, équipée des deux moteurs électriques, est de {{dunité|2|200|kW}} à {{unité|1350 tr/min}}, soit {{unité|544 ch}}

La [[GreenGT H2 Speed|H2 Speed]] est née à la demande du carrossier italien [[Pininfarina]], la H2 Speed est présentée au {{86e}} [[salon international de l'automobile de Genève]] le {{Date-|1|3|2016}}<ref>{{Article|auteur=Alexandra Legendre|titre=Pininfarina passe à l'hydrogène|périodique=L’Automobile Magazine|numéro=838|date=3 mars 2016}}.</ref>{{,}}<ref>{{Article|langue=en|auteur=Alana Tovey|titre=When stepping on the gas means hydrogen|périodique=The Sunday Telegraph|date=6 mars 2016}}</ref>{{,}}<ref>{{Article|langue=it|auteur=Corrado Canali|titre=La Sfida dei Carrozzieri|périodique=La Stampa|date=6 mars 2016}}</ref>{{,}}<ref>{{Lien web|url= https://www.turbo.fr/actualite-automobile/pininfarina-h2-speed-12-exemplaires-pour-cette-supercar-fonctionnant-lhydrogene-126126|titre= Pininfarina H2 Speed, 12 exemplaires pour cette supercar fonctionnant à l'hydrogène|site= turbo.fr|date= 2018-3-22}}.</ref>. Elle est conjointement dévoilée par Jean-François Weber (cofondateur, actionnaire et directeur de la recherche et du développement de GreenGT), Fabio Filippini (directeur du style de Pininfarina), Silvio Angori (président-directeur général de Pininfarina) et Paolo Pininfarina (président du groupe Pininfarina). À cette occasion, le magazine américain ''Autoweek'', dans son édition du {{date-|21 mars 2016}}, lui décerne le ''Best Concept Award'', prix récompensant chaque année plus beau [[concept car]] du salon en la désignant alors comme {{citation|la voiture zéro émission la plus rapide de tous les temps}}<ref>{{Lien web|titre=La H2 Speed trophée du concept-car au salon de Genève !|url= https://www.afhypac.org/presse/la-h2-speed-trophee-du-concept-car-au-salon-de-geneve-86/|site=afhypac.org|date=14 avril 2016|consulté le=7 septembre 2016}}</ref>{{,}}<ref>{{Lien web|langue=en|auteur=Vladislav Borovsky|titre=Pininfarina H2 Speed: Best Concept at Geneva Motor Show 2016|url=http://pluginfuture.com/pininfarina-h2-speed-best-concept-at-geneva-motor-show-2016/|site= pluginfuture.com|lieu=Dublin|date=5 juin 2016|consulté le=7 septembre 2016}}</ref>. Ses rivales étaient la Sbarro Prom, l’[[Italdesign GTZERO]] et la Morgan EV3. Le {{date-|30 mars 2016}}, la {{nobr|H2 Speed}} est présentée, sur sa demande, à [[Albert II (prince de Monaco)|Albert II, prince de Monaco]], attentif aux technologies à développement durable<ref>{{Article|titre=L’Agglo au cœur des Rencontres internationales des véhicules écologiques|périodique=Alès Agglo|numéro=27|date=1 septembre 2015}}.</ref>. À l’issue de cette présentation, une combinaison de pilote aux couleurs de GreenGT est remise au souverain monégasque. Elle est brodée de son nom en guise d’invitation à venir essayer la {{nobr|H2 Speed}}. Les 21 et {{date-|22 mai}}, elle participe au [[concours d'élégance]] de la Villa d'Este de [[Cernobbio]] en [[Italie]]<ref>{{Lien web|auteur=Jean-Claude Etter|responsabilité=rédacteur en chef|titre=Villa d’Este 2016 : Concepts|url=http://www.asphalte.ch/news/2016/05/villa-deste-2016-concepts/|site=asphalte.ch|lieu=La Croix, Suisse|date=22 mai 2016|consulté le=7 septembre 2016}}.</ref> puis, du 8 au {{date-|12 juin 2016}}, au [[salon de l'automobile de Turin]]<ref>{{Lien web|langue=it|auteur=Luca Talotta|titre=Pininfarina: H2 Speed e BMW Gran Lusso Coupé, eccellenza allo stato puro|url=http://timemagazine.it/pininfarina-h2-speed-bmw-gran-lusso-coupe-eccellenza-allo-puro/|site=timemagazine.it|date=21 avril 2016|consulté le=7 septembre 2016}}.</ref>. La {{nobr|H2 Speed}} est ensuite présentée à deux reprises par Michelin, partenaire pneumatiques de GreenGT, à l’occasion d’événements automobiles internationaux<ref>{{Lien web|langue=en|auteur=Parichay Malvankar|titre=Michelin and Green GT : Strategic partnership with focus on future|url=http://shifting-gears.com/2016/06/21/michelin-and-green-gt-strategic-partnership-with-focus-on-future/|site=shifting-gears.com|lieu=Inde|date=21 juin 2016|consulté le=7 septembre 2016}}.</ref>, la première fois en France lors des {{nobr|24 Heures}} du Mans 2016, du 15 au {{date-|19 juin}}, et la deuxième en Grande-Bretagne, au [[festival de vitesse de Goodwood]], une semaine plus tard<ref>{{Lien web|langue=en|auteur=David Johnson|titre=Green GT hydrogen supercar makes UK debut on Michelin Goodwood stand|url=http://news.michelin.co.uk/green-gt-hydrogen-supercar-makes-uk-debut-on-michelin-goodwood-stand|site=michelin.co.uk/|lieu=Stoke-on-Trent, Grande-Bretagne|date=17 juin 2016|consulté le=7 septembre 2016}}.</ref>.

===== [[Suzuki]] =====
En collaboration avec General Motors, il a construit le prototype de voiture {{Langue|en|texte=Mr Wagon FCW}}. La pile à hydrogène est alimentée par du dihydrogène contenu dans des réservoirs à {{unité|700|bar}}.

===== [[Michelin]] =====
Un prototype de voiture {{Langue|en|texte=Hy-light}} fonctionnant avec une pile à hydrogène a été présenté en {{date-|mars 2005}}. La pile est alimentée par du [[dihydrogène]] provenant de trois bouteilles haute pression bobinées composite,

Le manufacturier a aussi construit un prototype de voiture {{Langue|en|texte=Hy-light 2}} fonctionnant avec une pile à combustible. Il a été présenté en {{date-|septembre 2007}}. Par rapport à la hy-light, la {{2e|génération}} possède des batteries et plus des supercapacités,

La F-City H2 est la première voiture française à recevoir des autorités françaises une homologation route. Ce véhicule est le fruit de la collaboration entre Michelin et FAM Automobiles (devenu depuis France Craft Automobiles). Pour celui-ci, Michelin a conçu un pack pile à hydrogène compact mais complet, comprenant même le réservoir d’hydrogène à {{unité|350 bar}} qui remplace le bac à batteries de la version électrique de le F-City.

===== [[Groupe PSA|PSA]] =====
Le constructeur a construit un démonstrateur TAXI PAC, pile à combustible alimentée par un rack (interchangeable) de bouteilles d'hydrogène sous pression, un démonstrateur {{H2O}}, véhicule de pompier avec ''{{Langue|en|texte=range-extender}}'' à pile à combustible avec génération ''in situ'' de l'hydrogène à partir de [[tétrahydruroborate de sodium]], un démonstrateur QUARK, quad à pile à combustible comportant un moteur électrique dans chacune des quatre roues, un démonstrateur 207 CC Epure comportant la pile à combustible issue du programme GENEPAC. PSA a collaboré au projet GENEPAC (2002-2006) avec le [[Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives|CEA]] pour une pile hydrogène de type PEMFC de {{unité|80|kW}},

===== [[Renault]]-Nissan =====
En 2008, le constructeur a présenté le prototype [[Renault Scénic]] ZEV H2 à pile à combustible<ref>[http://www.renault.com/renault_com/fr/main/50_INOVATION_ET_TECHNOLOGIE/40_Environnement/_Scenic_ZEV_H2/index.aspx Prototype Scénic ZEV H2], [[Renault]] (voir archive)</ref>.

===== [[Venturi (entreprise)|Venturi]] =====
La [[Venturi (entreprise)#Mission 01 : Venturi Jamais contente|Venturi Buckeye Bullet 2]] bat le record de vitesse [[Fédération internationale de l'automobile|FIA]] pour un [[voiture électrique|véhicule électrique]] alimenté par une pile à combustible : {{unité|487|km/h}}<ref>[http://argent.fia.com/web/fia-public.nsf/D167033B0D09A227C125780E004ADA63/$FILE/Liste%20Records%20Cat%20A-040111.pdf Liste officielle des records de vitesse homologués par la FIA en catégorie A] {{pdf}}, sur ''fia.com''</ref>. C’est le premier véhicule électrique à franchir la barre symbolique des {{unité|300|mph}} (plus de {{unité|480|km/h}}).

===== [[Symbio (entreprise)|SymbioFCell]] =====
Le HyKangoo est construit sur la base d’un [[Renault Kangoo|Kangoo ZE]] avec une évolution en véhicule électrique à prolongateur d’autonomie, avec une pile de {{unité|5 kW}} et un petit stockage hydrogène, présenté au Mondial de l’automobile 2012<ref>[http://voituredufutur.blogspot.fr/2012/11/hy-kangoo-lhydrogene-au-secours-de-la.html#!/2012/11/hy-kangoo-lhydrogene-au-secours-de-la.html HyKangoo au Mondial de l’Automobile], sur ''voituredufutur.blogspot.fr'', novembre 2012</ref>. Véhicule en démonstration sur le [[Usine chimique de Tavaux|site Solvay de Tavaux]]<ref>{{Lien web|url=http://franche-comte.france3.fr/2012/11/07/le-hykangoo-de-renault-un-prototype-un-peu-made-jura-140011.html|titre=Le « HyKangoo » de Renault, un prototype (un peu) made in Jura|site=[[France 3 Franche-Comté]]|date=2012-11-7}}.</ref>.

==== Voitures de série ====
===== [[Ford]] =====
[[File:Ford Focus 2-Door Sedan '07.JPG|vignette|Ford Focus FCV Hybrid au Salon International de l'auto de Montréal 2007]]
Le modèle produit est la Focus FCV.

===== [[Honda]] =====
La [[Honda FCX Clarity]] est la première voiture de série, commercialisée (en location) au Japon et aux États-Unis (État de Californie). C'est un véhicule cinq-places, équipé d'un réservoir d'une pression de {{unité|350|bar}}.

Honda a également produit la Honda CR-X.

===== [[Hyundai]] =====
Tucson FCEV est une voiture hybride. La pile à hydrogène de {{unité|80 kW}} est alimentée par une bouteille à gaz bobinée composite.

Le iX35 FCEV est une nouvelle génération du Tucson FCEV<ref>[http://www.cnetfrance.fr/cartech/traversee-europe-hyundai-ix-35-fcev-hydrogene-39771659.htm Ix35 traverse l'Europe], sur cnetfrance.fr</ref> qui pourrait commencer à être commercialisée sur quelques territoires spécifiques dotés d'une infrastructure de remplissage hydrogène adéquate. Hyundai annonce une autonomie de {{unité|564|km}} et le prix d'un plein serait aux alentours des {{unité|56|euros}}<ref>[http://www.turbo.fr/hyundai/hyundai-ix35/essai-auto/711539-essai-hyundai-ix35/ Essai et caractéristiques Hyundai ix35], Turbo, juin 2014</ref>. Un partenariat technologique a été annoncé en {{date-|juin 2018}} avec [[Audi]] (filiale de [[Volkswagen]], sachant que l'Allemagne a lancé un programme visant {{nombre|400|stations}} service de distribution d'hydrogène avant 2023. En France en 2018 une flotte de taxis Hype fonctionne à l'hydrogène (dont 60 modèles Hyundai)<ref>[https://www.connaissancedesenergies.org/afp/voitures-vertes-audi-et-hyundai-sallient-dans-lhydrogene-180620 « Piles à combustible : Audi et Hyundai s'allient dans la mobilité hydrogène »], AFP, 20 juin 2018</ref>.

===== Nikola Motor Company =====
Le {{date-|3 mai 2018}}, le brasseur [[Anheuser-Busch]] a commandé « jusqu'à » {{nombre|800|camions}} pour assurer la livraison de bières aux États-Unis<ref>[https://www.forbes.com/sites/sebastianblanco/2018/05/03/anheuser-busch-800-nikola-hydrogen-trucks/#54a5fcc54d4c Anheuser-Busch's Order For 800 Nikola Hydrogen Trucks Is A Play For Younger Beer Drinkers], Forbes, 3 mai 2018.</ref>.

===== [[Toyota]] =====
Le constructeur a produit une voiture cinq places FCHV-4 et bus FCHV-US1. Ces programmes ont été présentés pour la première fois en 2001. Ils comportent une pile à hydrogène de {{unité|90|kW}}. Toyota annonce en {{date-|juin 2009}} pour 2015 le développement de voitures électriques entièrement fondées sur les piles à combustible en vente (contrairement à aujourd'hui où les voitures électriques sont en leasing)<ref>[https://www.20minutes.fr/article/549107/Economie-Toyota-nouveau-projet-nouveau-patron.php « Toyota : nouveau projet, nouveau patron »], ''[[20 Minutes]]'', 23 juin 2009</ref>. En {{date-|juin 2014}}, Toyota confirme la commercialisation au Japon en {{date-|avril 2015}} de sa première berline à pile à combustible, la [[Toyota Mirai|Mirai]], à un prix bien plus bas que ce qu'attendaient les observateurs ; elle sera aussi proposée à l'été 2015 aux États-Unis et dans quelques pays européens équipés de stations de recharge comme la Suède ; Toyota espère vendre des dizaines de milliers de ce type de voitures par an dans la prochaine décennie<ref>[http://www.latribune.fr/entreprises-finance/industrie/automobile/20140625trib000836899/toyota-va-commercialiser-une-voiture-a-hydrogene-pour-50.000-euros.html « Toyota va commercialiser une voiture à hydrogène pour {{unité|50000|euros}} »], ''[[La Tribune (France, 1985)|La Tribune]]'', 25 juin 2014.</ref>. La [[Toyota Mirai]] sort en 2014.

=== Autres domaines ===
* Camions : en 2020, des entreprises suisses expérimentent des camions à hydrogène pour le transport des marchandises<ref>{{Lien web|url= https://www.letemps.ch/economie/suisse-pionniere-lhydrogene|périodique= [[Le Temps (quotidien suisse)|Le Temps]]|titre=La Suisse, pionnière de l’hydrogène|auteur= Philippe Clément|date= 2020-8-13}}.</ref>.
* Tracteur : prototype de tracteur fonctionnant à l'hydrogène<ref>[http://www.terre-net.fr/materiel-agricole/tracteur-quad/article-new-holland-hydrogene-pile-a-combustible-nh2-harris-ihrig-tracteur-hydrogene-prototype-hydrogen-fuel-cell-powered-tractor-207-53740.html prototype de tracteur fonctionnant à l'hydrogène], sur terre-net.fr</ref>.
* Dameuse : [[Aztec (entreprise)|Aztec]]<ref>[http://www.ledauphine.com/haute-savoie/2012/06/11/aztec-construit-la-dameuse-du-futur Aztec prépare le futur], sur ledauphine.com du 11 juin 2012</ref>.
* Bateaux : {{style|on}} projette de les utiliser pour des véhicules marins, dont des bateaux de pêche (avec en France le pôle PRINA ; Pôle de recherche et d’innovation de Nantes-Atlantique et [[Liste des technopoles dans le monde#France|Atlanpole]], porteur de la Mission Hydrogène<ref>« Vers les bateaux à hydrogène », ''Revue Pays de la Loire Magazine'', {{numéro|20}}, juin 2008, {{p.|9}}</ref> et le projet SHYPER (« Système hydrogène pour une pêche écologiquement responsable »<ref>Philippe Gambert, « Bateaux à hydrogène pour la pêche et les rivières », ''[[Ouest-France]]'', Éd. Nantes, 7 décembre 2008, {{p.|10}}</ref>{{,}}<ref>« Bateau propulsé à l'hydrogène », ''Ouest-France'', 6 avril 2009</ref>). À [[Nantes Métropole|Nantes]], le 30 aout 2019, la [[Société d'économie mixte des transports en commun de l'agglomération nantaise|SEMITAN]] inaugure le Jules Verne 2, navette fluviale de transport de passagers, mue par une pile à combustible<ref>{{Lien web |prénom=Nantes Métropole |nom=Nantes |titre=Le Jules Verne 2, une navette à hydrogène sur l’Erdre |url=https://metropole.nantes.fr/actualites/2019/deplacements-stationnement/jules-verne-2 |site=metropole.nantes.fr |consulté le=2022-07-21}}</ref>. [[Fincantieri]], un des leaders mondiaux de la construction navale, va construire des navires propulsés à l'hydrogène, en utilisant le système de stockage de l'hydrogène sous forme d’hydrures métalliques mis au point par [[McPhy Energy]]<ref>[https://archive.wikiwix.com/cache/index2.php?url=https%3A%2F%2Fwww.lenergieenquestions.fr%2Flhydrogene-futur-carburant-des-navires-cest-oui-pour-le-constructeur-fincantieri%2F#federation=archive.wikiwix.com&tab=url « L’hydrogène, futur carburant des navires ? C’est oui pour le constructeur Fincantieri »], site EDF-l'énergie en questions (consulté le 25 février 2014).</ref>.
* Système Nomades : Paxitech conçoit des piles à faible puissance pour des applications nomades, telles que les chargeurs USB, les lampes (casques de spéléologie).
* Production électrique stationnaire :
** produits de la société américaine {{Langue|en|texte=Fuel Cell Energy}},
** Axane ([[Air liquide]]) : Evopac, système d'alimentation autonome alimenté par du dihydrogène.
* Système de refroidissement par évaporation inspiré des plantes vertes pour les piles à combustible des ordinateurs portables de demain<ref>[http://www.cambridgeconsultants.com/news_pr133.shtml Cambridge Consultants]</ref>.
* Aéronautique :
** Antares DLR-H2,
** le {{date-|6 août 2009}}, cent ans après l'exploit de Blériot, un ULM à hydrogène traverse la Manche<ref>[http://www.hydrogen-flyingtour.org/ Hydrogen Flying Tour]</ref> ; cet engin et son concepteur, Gérard Thévenot, ont reçu le ''{{Langue|en|texte=e-flight award}}''<ref>[http://www.eaa.org/lightplaneworld/articles/1005_eflight_award.asp e-flight ''awarded''], sur ''eaa.org''</ref>.
* Astronautique, en particulier lors du [[programme Apollo]]<ref>[https://airandspace.si.edu/collection-objects/fuel-cell-apollo-4 Fuel Cell, Apollo], sur ''airandspace.si.edu'' (consulté le 20 octobre 2017).</ref>.
* Pôle de compétitivité [[Tenerrdis]] avec son écosystème hydrogène.
* Sous-marins.

== Impact environnemental ==
{{Article connexe|Dihydrogène#Filière hydrogène et enjeux pour le développement durable{{!}}Dihydrogène : Filière hydrogène et enjeux pour le développement durable|Dihydrogène#Toxicité, écotoxicité{{!}}Dihydrogène : Toxicité, écotoxicité}}
{{...}}

== Notes et références ==
=== Notes ===
{{Références|groupe=alpha}}

=== Références ===
{{Références|taille=40|colonnes=3}}

== Bibliographie ==
* Benjamin Blunier et Abdellatif Miraoui, ''20 Questions sur la pile à combustible'', Éditions Technip, 2009 {{ISBN|978-2710809241}}, 130{{nb p.}}
* Benjamin Blunier et Abdellatif Miraoui, ''Piles à combustible, Principes, modélisation, applications avec exercices et problèmes corrigés'', Ellipses, Technosup, 2007 {{ISBN|978-2-7298-3107-3}}, 192{{nb p.}}
* Méziane Boudellal, ''La pile à combustible'', Dunod, Technique et ingénierie, 2007 {{ISBN|978-2-1005-0112-0}}, 304{{nb p.}}
* {{en}} Roger F. Prat, ''Stability of Self-Consistent Symmetries in Atomic Theory: The Cases of Ne, F−, and O2−'', ''Phys. Rev. A'', {{vol.|6}}, {{date-|novembre 1972}}, {{p.|1735-1740}}.
* {{en}} G. Delgado-Barrio et R.F. Prat, ''Deformed Hartree-Fock solutions for atoms. III. Convergent iterative process and results for O2−'', ''Phys. Rev. A'', {{vol.|12}}, {{date-|décembre 1975}}, {{p.|2288-2297}}.

== Annexes ==
{{autres projets
|commons=Category:Fuel cells|wikt=pile à combustible
}}

=== Articles connexes ===
* [[Propulsion alternative]]
* [[Économies d'énergie]]
* [[Économie hydrogène]]
* [[Pile à combustible magnésium-air]]
* [[Silane (composé)|Silane]]

=== Liens externes ===
* [http://www.afhypac.org/ Association française pour l'hydrogène et les piles à combustible (AFHYPAC)].
* [http://www.fclab.fr Fédération de recherche FC Lab].
* [http://fcellsys.utbm.fr FCellSys, Plateforme technologique d'essais et d'études sur les systèmes à piles à combustible].

{{Palette|Accumulateurs électriques|Électricité}}
{{Portail|chimie|énergie|électricité et électronique|automobile}}

[[Catégorie:Pile à combustible|*]]