Cogénération et pile à combustible.

[yvon l]

Bonjour,
On commercialise actuellement un système de cogénération ou l’électricité est produite à l’aide d’une pile à combustible.
Avec un comburant tel que l’hydrogène, dans le cas classique, on peut produire une énergie électrique en passant par un travail mécanique avec un rendement théorique dépendant de la température d’une source chaude (combustion de l’hydrogène) et de la température d’une source froide (celle de l’air du temps). Ce rendement théorique est donné par le théorème de Carnot en ce qui concerne le transfert en énergie mécanique.
Ceci m’amène à poser la question suivante.
Pour comparer l’efficacité théorique de cette nouvelle technologie avec la technique utilisant le moteur thermique, ne pourrait-on pas définir, en partant du rendement théorique de la pile, un rendement de type Carnot définissant les 2 températures qui permettent d’atteindre la même efficacité .
Bref, c’est pour dire par exemple*: on aurait le même rendement que la pile si la température de combustion (source chaude) du moteur thermique équivalent était à la température de x degrés.
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[ecolami]

Bonsoir,
Il y a une équation a poser pour résoudre théoriquement ta question. Le résultat ne présentera guère d'intérêt pratique.
Une pile a combustible produit de la chaleur on pourrait plutôt demander si cette chaleur serait utilisable pour une machine thermique adaptée. Ainsi après avoir récupéré l'énergie chimique (combustion) on pourrait récupérer l’énergie thermique.

[yvon l]

Bonsoir,
Il y a une équation a poser pour résoudre théoriquement ta question. Le résultat ne présentera guère d'intérêt pratique.
.

Ma question pour discuter de l’Intérêt de se passer par la combustion d'un comburant dans un moteur thermique plutôt que de produire directement de l'énergie noble (électricité) avec ce même comburant.
C'est donc un problème de rendement (ici de la pile à combustible, à comparer au rendement d'un moteur thermique).
Donc dans un premier temps comparer les limites théoriques des rendements des 2 systèmes.

[ecolami]

Bonsoir,
Pour un moteur thermique il faut juste les températures hautes et basses. Pour une pile à combustible il faut connaitre son rendement, il ne se calcule pas avec la même formule. La formule de Carnot concerne des moteurs thermiques ou la pression et la températures varient dans une pile a combustible l'énergie (travail) produit de façon toute différente.

[A voir en vidéo sur Futura]

[yvon l]

Bonsoir,
Pour un moteur thermique il faut juste les températures hautes et basses. Pour une pile à combustible il faut connaitre son rendement, il ne se calcule pas avec la même formule. La formule de Carnot concerne des moteurs thermiques ou la pression et la températures varient dans une pile a combustible l'énergie (travail) produit de façon toute différente.

Oui, bien d'accord avec toi. Ce que je voudrais savoir c'est si en théorie le transfert énergétique (celle qui serait disponible si c'était une combustion) pourrait être transformé intégralement en énergie électrique. Ceci correspondrait à un rendement de 100%. Ou alors le transfert intrinsèquement de par son principe comporte une perte thermique.
Ou alors, que, comme pour les machines thermiques, le transfert énergétique pour la pile est accompagné nécessairement d'une augmentation d'entropie par rejet d'énergie thermique dans le milieu (ce qui est obligatoire dans un transfert thermique vers mécanique ( via la source froide pour ne pas violer la 2ème loi ) ).

[ecolami]

Bonsoir,
Le fonctionnement d'une pile a combustible libère de la chaleur nécessairement si on souhaite récupérer du travail grâce a la différence de température avec l'ambiante c'est possible. Mais théoriquement il est impossible que la pile a combustible ait un rendement de 100%

[yvon l]

Bonsoir,
Le fonctionnement d'une pile a combustible libère de la chaleur nécessairement si on souhaite récupérer du travail grâce a la différence de température avec l'ambiante c'est possible. Mais théoriquement il est impossible que la pile a combustible ait un rendement de 100%

Bonjour,
Merci Ecolami ,
Dur dur dur d'obtenir un flux d'énergie structuré sans créer en plus un flux thermique "parasite" (chaleur).
Si on part de l'énergie calorifique, c'est Carnot via le 2ème principe qui donne la limite théorique du rendement (formule)
Si on part d'énergie chimique ( via oxydation), y-a- t-il également une limite théorique (c-a-d une formule) (cas de la pile à combustion) ?