La pile à combustible hydrogène est un dispositif constitué d’une anode (électrode négative) et d’une cathode (électrode positive) séparées par un électrolyte, c’est-à-dire un milieu permettant le passage des ions mais pas du courant (électrons). La réaction est assurée par un catalyseur, le plus souvent du platine (Pt).

Au cours de la réaction électrochimique, le dihydrogène réagit avec le dioxygène atmosphérique avec production d’eau, de chaleur et d’électricité selon :

2 H₂ (g) + O₂ (g)  = 2 H₂O (l)

Cette réaction est assurée par deux autres réactions aux pôles de la pile :

• Le combustible hydrogène subit une oxydation au pôle négatif (anode) :

H₂ (g) = 2 H⁺ (aq) + 2 e^-

• Le comburant oxygène subit une réduction au pôle positif (cathode) :

O₂ (g) + 4 H⁺ (aq) + 4 e^- = 2 H₂O (l)

Le fonctionnement des piles à combustible peut s’effectuer dans un large spectre de température variant de 70 °C à 1000°C selon la nature des composants. On peut donc leur conférer de nombreuses applications spécifiques.

Schéma de fonctionnement de la pile H₂