Apple construit-il un ordinateur à hydrogène ?

Depuis qu'Apple a lancé son premier MacBook Pro unibody , la société a promu son approche respectueuse de l'environnement en matière de conception de produits. La plupart des MacBook Pro sont fabriqués à partir de matériaux recyclables, tels que l'aluminium et le verre. Les composants de l'ordinateur portable sont également "économes en énergie et exempts de nombreuses toxines nocives" [source : Apple ].

Apple surveillant de près son empreinte environnementale, il est logique que l'entreprise envisage des sources d'énergie renouvelables pour alimenter ses produits [source : Apple ]. En décembre 2011, l'Office américain des brevets et des marques a publié ces deux demandes de brevet d'Apple pour un "système de pile à combustible portable et rentable" pour ses appareils portables :

Ces deux applications ont répertorié l'hydrogène comme source potentielle de carburant. Les documents citent également une demande de brevet provisoire intitulée "Portable Hydrogen Fuel Cell System" déposée le 16 juin 2010 et répertoriant les mêmes inventeurs.

Cette nouvelle a créé un buzz dans l'industrie technologique alors que 2011 touchait à sa fin. Une pile à hydrogène combine l'hydrogène (stocké dans la pile) et l'oxygène (provenant de l'air ambiant) pour produire de l'eau et de l'électricité. Selon Apple, les piles à combustible à hydrogène « peuvent potentiellement permettre le fonctionnement continu d'appareils électroniques portables pendant des jours, voire des semaines, sans ravitaillement » [source : USPTO ].

Apple n'est pas la première entreprise à rechercher des piles à combustible à hydrogène pour alimenter des appareils. Vous pouvez déjà acheter des chargeurs pour vos appareils électroniques existants qui utilisent des piles à hydrogène comme source d'alimentation. Par exemple, le Horizon MINIPAK est un chargeur de poche avec un port USB. L'appareil est alimenté par l'une des piles à combustible Hydrostik d'Horizon, une cartouche rechargeable d'hydrogène qui produit 1 watt par heure de consommation d'énergie continue, soit l'équivalent de 10 piles alcalines AA [source : Horizon ].

L'objectif d'Apple est de fabriquer une batterie plus légère, plus durable et respectueuse de l'environnement. Mais est-ce que ce sera bon pour l'utilisateur ? Examinons de plus près les piles à combustible à hydrogène, la conception d'Apple et les avantages et risques potentiels de l'utilisation de cette technologie dans votre ordinateur portable ou votre smartphone.

L'informatique mobile repose sur des batteries rechargeables depuis des décennies. Comme les piles non rechargeables, ces piles rechargeables produisent de l'électricité par une réaction électrochimique à l'intérieur de la pile. Les piles à combustible dans les batteries stockent l'énergie d'une source d'alimentation CA pendant qu'elles sont branchées en inversant cette réaction électrochimique à l'intérieur de la batterie. Vous pouvez en savoir plus sur ce qui se passe à l'intérieur d'une batterie moyenne dans notre article Comment fonctionnent les batteries .

Au moment d'écrire ces lignes, les produits d'appareils portables d'Apple reposent sur des batteries au lithium polymère. Ces batteries utilisent des produits chimiques qui reposent sur des ions lithium se déplaçant dans un électrolyte polymère pour produire de l'électricité. Contrairement à leurs prédécesseurs lithium-ion , ce polymère est un matériau inorganique et ininflammable. Ces batteries sont connues pour ne pas tenir leur charge très longtemps et pour utiliser des matériaux qui nécessitent beaucoup d'énergie et de matériaux chimiques pour produire [source : EcoGeek.org ].

Aujourd'hui, l'industrie électronique cherche à remplacer les batteries lithium-polymère par une technologie qui a historiquement alimenté un autre appareil portable bien connu : l'automobile. Pendant des décennies, des scientifiques et des ingénieurs ont étudié l'hydrogène comme carburant alternatif pour les voitures [source : Wise ].

Pour les automobiles, les piles à combustible à hydrogène sont plates et minces de sorte qu'elles peuvent être empilées dans une seule batterie. Les demandes de brevet d' Apple révèlent un effort pour utiliser cette même technologie de pile à combustible dans un boîtier plus petit. En plus d'être dimensionnée pour tenir dans un ordinateur, la pile à combustible à hydrogène serait plus légère et plus efficace que les batteries au lithium polymère.

Plus important encore, il durerait beaucoup plus longtemps et ne produirait aucun déchet nocif susceptible de polluer l'environnement.

Ce qu'Apple ne dit pas, c'est à quel type de pile à combustible à hydrogène nous pouvons nous attendre. L'un des obstacles rencontrés par l'industrie automobile en ce qui concerne les piles à combustible à hydrogène est de trouver une source fiable d'hydrogène. La majeure partie de l'hydrogène gazeux produit aujourd'hui est obtenue par le traitement de combustibles fossiles, et le reste utilise l'électrolyse qui nécessite également de l'énergie existante. Cela crée un paradoxe : la pile à combustible à hydrogène est plus propre et plus efficace, mais elle repose toujours sur les sources non renouvelables qu'elle vise à remplacer [source : Wise ].

Dans sa demande de brevet, Apple propose quelques idées pour une conception rechargeable qui pourrait effectuer une réaction d'hydrolyse pour produire de l'hydrogène lors de la recharge. Il propose cependant divers produits chimiques pour faciliter ce processus, ce qui remet en question à quel point ces batteries pourraient être respectueuses de l'environnement. Il est trop tôt pour dire si Apple se heurtera au même paradoxe de la pile à combustible à hydrogène que l'industrie automobile.

En supposant qu'Apple saute par-dessus l'obstacle, quels sont les avantages et les risques d'avoir des piles à combustible dans votre MacBook ou votre iPhone ? Regardons cela ensuite.

Où ira l'eau ?

La quantité d'eau produite par les piles à hydrogène est relativement faible. Une technologie comparable dans le Minipak d'Horizon produit des traces de vapeur d'eau qui s'échappe dans l'air. Dans un scénario rechargeable pour l'électronique portable, l'eau pourrait être capturée et recyclée dans la batterie elle-même. Ce scénario semble probable pour les plans d'Apple, puisque ses demandes de brevet suggèrent une technologie permettant à la fois de créer et de consommer de l'hydrogène dans la même batterie [sources : Horizon , USPTO ].

Plus tôt, nous avons découvert les avantages qu'Apple espère apporter à l'informatique portable en développant des piles à combustible à hydrogène :

Avec la commodité d'une charge plus longue, un autre avantage des piles à combustible à hydrogène pourrait être la tranquillité d'esprit. Par exemple, une batterie plus durable dans votre iPhone signifie moins de risque que le téléphone s'éteigne au milieu d'un appel téléphonique important. Une batterie plus légère signifie également qu'Apple pourrait bénéficier de coûts d'expédition réduits pour ses produits.

Mais qu'en est-il des risques ? L'hydrogène a une réputation qui remonte à avant la tristement célèbre explosion de Hindenberg. Pour l'électronique portable, le danger des piles à hydrogène ne réside pas nécessairement dans l'utilisation de l'hydrogène, mais dans son stockage.

Au moment d'écrire ces lignes, il existe deux manières courantes de stocker l'hydrogène : sous forme de gaz sous pression ou sous forme de liquide congelé cryogéniquement. Le gaz nécessite d'enfermer l'hydrogène de manière à éviter les fuites ou les explosions lorsque vous le bousculez. Le liquide nécessite le poids supplémentaire d'un dispositif de refroidissement, ce qui pourrait annuler les avantages d'un carburant plus léger.

Heureusement, les conceptions de piles à combustible surmontent déjà ces problèmes de stockage. Par exemple, chaque Hydrostik, que nous avons mentionné plus tôt comme source d'alimentation pour l'Horizon Minipak, stocke "une infime quantité d'hydrogène dans le cadre d'un complexe métallique solide et avec très peu de pression" [source : Horizon ]. Si Apple peut mettre en œuvre une solution de stockage similaire ou meilleure, elle pourrait produire des piles à combustible à hydrogène qui présentent aussi peu de risques, voire moins, que ses batteries lithium-polymère.

Si les risques sont maîtrisés, le plus grand défi d'Apple sera de produire un produit fiable à un prix raisonnable. Le prix d'un iPhone ou d'un MacBook fonctionnant à l'hydrogène est affecté par le prix de production. Sur la base de ses brevets, nous pouvons conclure que l'entreprise consacre déjà beaucoup de temps et de ressources au développement de la technologie. Avec cette hypothèse, il est probable qu'Apple examinera également attentivement l'impact sur les coûts de cette technologie par rapport à ce que ses clients sont prêts à payer pour cela.

Pour en savoir plus sur l'avenir des appareils portables à hydrogène, passez à la page suivante.

Mon ordinateur portable à hydrogène pourrait-il me priver d'oxygène ?

Étant donné qu'une pile à combustible à hydrogène utilise l'oxygène de l'air qui l'entoure, il est logique de penser que cela pourrait potentiellement commencer à épuiser notre approvisionnement en oxygène. L'air que nous respirons contient 21 % d'oxygène, et nous avons besoin qu'il contienne au moins 18 % pour rester en vie. Rien ne prouve que la quantité d'oxygène utilisée par une petite pile à combustible à hydrogène soit suffisante pour avoir un impact sur le niveau d'oxygène dans une pièce. Une étude, cependant, suggère à la fois un besoin de sensibilisation et une solution possible si les humains commencent à utiliser l'hydrogène à une échelle beaucoup plus grande [source : Santilli ].

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