Acide phosphorique. Cette catégorie de pile à combustible est la plus développée commercialement. Elle est actuellement utilisée dans des applications très variées, telles que les hôpitaux, les cliniques, les hôtels, les immeubles de bureaux, les écoles, les centrales électriques, et un terminal aéroportuaire. Les piles à combustible utilisant de l'acide phosphorique produisent de l'électricité avec un rendement de plus de 40% - et près de 85% si la vapeur produite par la pile à combustible est utilisée pour la cogénération - à comparer au rendement de 30% des moteurs à combustion interne les plus efficaces. La température nécessaire pour son fonctionnement se situe aux alentours de 200 degrés C. Ces piles à combustible peuvent également être utilisées dans des véhicules plus grands, tels que les bus ou locomotives.

Membrane échangeuses de protons (PEM, Proton Exchange Membrane) Ces piles à combustible fonctionnent à une température relativement basse (environ 90 degrés C), ont une densité énergétique forte, peuvent varier leur émission d'énergie rapidement en fonction des changements de la demande, et sont adaptées pour des applications nécessitant un démarrage rapide - telles que les automobiles -. Selon le ministère de l'Energie des Etats-Unis, "ce sont les candidats principaux pour les véhicules légers, les bâtiments, et potentiellement pour des applications beaucoup plus petites telles que le remplacement de piles rechargeables dans les caméras vidéo."

Carbonate fondu. Les piles à combustible à carbonate fondu ont un rendement combustible/production d'électricité élevé et apportent en outre la possibilité de consommation de combustibles dérivés du charbon. Cette pile fonctionne à environ 650 degrés C.

Oxydes solides. Il s'agit là aussi d'une pile à combustible très prometteuse. Elle pourrait être utilisée dans des applications de grande taille et de haute capacité énergétique, y compris des centrales électriques de grande taille. Certains de ses concepteurs envisagent également d'utiliser les piles à oxydes solides dans des véhicules à moteur. Un test sur 100 kilowatts est en cours de préparation en Europe. Deux petites unités de 25 kilowatts sont déjà exploitées au Japon. Un système à oxydes solides utilise généralement une matière en céramique solide à la place d'un électrolyte liquide, ce qui permet d'atteindre des températures de fonctionnement de 1000 degrés C. Le rendement de production énergétique atteindrait jusqu'à 60%. Un type de pile à combustible à oxyde solide utilise un faisceau de tubes d'un mètre de long chacun. On trouve d'autres variantes de cette pile, par exemple un disque comprimé qui ressemble au couvercle d'une boîte de conserve.

Alcaline. Ces piles à combustible, utilisées depuis longtemps par la NASA pour leurs missions spatiales, peuvent atteindre un rendement de production énergétique allant jusqu'à 70%. Elles utilisent de l'hydroxyde de potassium alcalin comme électrolyte. Jusqu'à tout récemment, ces piles étaient trop coûteuses pour les applications commerciales, mais plusieurs entreprises étudient actuellement les possibilités de réduction des coûts et l'amélioration de la flexibilité de leur fonctionnement.

Autres piles à combustible. Les piles à combustible à utilisation directe du méthanol (DMFC -Direct Methanol Fuel Cells) ne font partie que depuis peu de la famille des piles à combustible. Ces piles sont semblables aux piles PEM dans la mesure où elles utilisent toutes deux une membrane polymère comme électrolyte. Mais, dans le cas des DMFC, le catalyseur anode retire lui-même l'hydrogène à partir du méthanol liquide, ce qui élimine le besoin d'un reformeur de combustible. On prévoit des rendements d'environ 40% pour ce type de pile à combustible, qui fonctionnerait généralement à des températures situées entre 50 et 90 degrés C. Des rendements plus élevés sont obtenus à des températures plus importantes. Les piles à combustibles régénératrices, également arrivées depuis peu dans la famille des piles à combustible, pourraient devenir très intéressantes en tant que forme de production d'électricité en circuit fermé. L'eau est divisée en hydrogène et oxygène par un électrolyseur fonctionnant à l'énergie solaire. L'hydrogène et l'oxygène servent alors à alimenter la pile à combustible qui génère de l'électricité, de la chaleur et de l'eau. L'eau est alors renvoyée à l'électrolyseur solaire, et le processus recommence. Des recherches sont actuellement menées sur ces types de piles à combustible par la NASA et d'autres organisations au niveau mondial.

Encadré réédité avec l'autorisation de Fuel Cells 2000, site web : http://216.51.18.233/fctypes.html , consulté le 15 septembre 1999.

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