Alimentation en gaz d'une pile à combustible L'invention concerneGas supply of a fuel cell The invention relates to
l'alimentation en gaz d'une pile à combustible. Une pile à combustible permet la production d'électricité grâce à deux réactions chimiques couplées : l'oxydation d'un combustible réducteur sur une première électrode ou anode et la réduction d'un oxydant sur une seconde électrode ou cathode. L'électricité produite circule dans un circuit alimenté par les deux électrodes. A ce jour, on utilise couramment l'hydrogène comme combustible et l'oxygène contenu dans l'air comme oxydant. 1 o La pile à combustible trouve une utilité particulière dans le domaine du transport qui à ce jour utilise essentiellement de l'énergie fossile issue principalement du pétrole. L'utilisation de cette énergie produit une quantité importante de dioxyde de carbone contribuant à l'augmentation de l'effet de serre au niveau planétaire. D'autres polluants tels que des 15 particules ou des oxydes d'azotes sont également produits par l'utilisation de carburants issus du pétrole. Le principal avantage de l'utilisation d'une pile à combustible utilisant comme gaz d'alimentation de l'hydrogène et de l'oxygène, est que le seul produit des réactions chimiques d'oxydation et de réduction est de l'eau 20 n'entraînant aucune pollution ni aucune contribution à l'effet de serre. Concrètement, dans une pile à combustible à membrane, l'hydrogène est introduit sous forme gazeuse au niveau de l'anode. En présence d'un catalyseur, comme par exemple du platine contenu dans l'anode, l'hydrogène libère des électrons dans l'anode selon la réaction 25 suivante : H2 - 2H+ +2e-. Les électrons e- libérés à l'anode vont rejoindre la cathode au travers d'un circuit électrique utilisant l'énergie produite par la pile à combustible et les protons H+, libérés lors de cette première réaction, vont 30 migrer vers la cathode en traversant une membrane. Au niveau de la cathode, les protons H+ vont se combiner à l'oxygène 02 et aux électrons e-toujours en présence d'un catalyseur selon une seconde réaction : 2H+ +2e- + 1/2 02 -H20. the supply of gas to a fuel cell. A fuel cell allows the generation of electricity through two coupled chemical reactions: the oxidation of a reducing fuel on a first electrode or anode and the reduction of an oxidant on a second electrode or cathode. The electricity produced flows in a circuit powered by the two electrodes. To date, hydrogen is commonly used as fuel and oxygen in the air as an oxidant. 1 o The fuel cell finds a particular utility in the field of transport that currently uses mainly fossil fuel derived mainly from petroleum. The use of this energy produces a significant amount of carbon dioxide contributing to the increase of the global greenhouse effect. Other pollutants such as particles or oxides of nitrogen are also produced by the use of petroleum fuels. The main advantage of using a fuel cell using hydrogen and oxygen feed gas is that the only product of the oxidation and reduction chemical reactions is water. causing no pollution or any contribution to the greenhouse effect. Concretely, in a membrane fuel cell, hydrogen is introduced in gaseous form at the level of the anode. In the presence of a catalyst, such as platinum contained in the anode, the hydrogen releases electrons into the anode according to the following reaction: H2 - 2H + + 2e-. The electrons released at the anode will join the cathode through an electric circuit using the energy produced by the fuel cell and the H + protons, released during this first reaction, will migrate towards the cathode while crossing. a membrane. At the cathode, the protons H + will combine with oxygen O2 and electrons e-always in the presence of a catalyst according to a second reaction: 2H + + 2e- + 1/2 02 -H20.
Les deux réactions chimiques sont exothermiques. L'alimentation en hydrogène H2 peut se faire soit par intermittence soit de manière continue. Dans ce dernier cas, lors de la réaction chimique au niveau de l'anode, la totalité de l'hydrogène H2 circulant sous forme gazeuse n'est pas utilisée et l'excédent d'hydrogène H2 est renvoyé en amont de l'anode au moyen d'un auxiliaire de recirculation, appelé éjecteur, qui peut être consommateur d'énergie électrique ou mécanique. Un tel éjecteur peut également être mis en oeuvre pour l'oxygène 02. On note néanmoins que la recirculation d'oxygène 02 présente surtout un intérêt lorsque ce gaz est fourni pur à la pile à combustible. Dans le cas où on utilise l'oxygène 02 de l'air on peut se passer de recirculation. La pile à combustible peut être construite selon plusieurs configurations. Dans une première configuration, la pile à combustible comporte une partie active comprenant un ou plusieurs couples d'électrodes ainsi que des membranes associées à chaque couple. Cette partie active est située entre deux plaques terminales, l'une distribuant l'hydrogène H2 et l'autre l'oxygène 02 vers la partie active. Dans une autre configuration, deux parties actives, semblables à celles de la première configuration, sont situées de part et d'autre d'une culasse assurant la distribution à la fois de l'hydrogène H2 et de l'oxygène 02. Par la suite les plaques terminales seront également appelées culasse et l'invention pourra être mise en oeuvre dans les deux configurations. On a placé l'éjecteur à l'extérieur de la pile à combustible. Cette disposition permet un démontage facile de l'éjecteur lors d'opérations d'entretien. En revanche, cela oblige à mettre en place de nombreuses canalisations et raccords pour faire circuler le gaz notamment entre l'éjecteur et la pile à combustible. La multiplication des canalisations et des raccords augmente les risques de défauts d'étanchéité dans le transport du gaz et par conséquent le risque de création d'atmosphère explosive avec l'oxygène de l'air lorsque le gaz utilisé est par exemple de l'hydrogène. L'invention a pour but de réduire le nombre de canalisations et de raccords entre éjecteur et partie active de la pile à combustible tout en conservant une facilité de démontage de l'éjecteur en proposant une intégration partielle de l'éjecteur dans la culasse. Both chemical reactions are exothermic. The hydrogen supply H2 can be done either intermittently or continuously. In the latter case, during the chemical reaction at the anode, all hydrogen H2 circulating in gaseous form is not used and the hydrogen surplus H2 is returned upstream of the anode to the anode. means of a recirculating auxiliary, called ejector, which can be electrical or mechanical energy consumer. Such an ejector may also be implemented for oxygen O 2. It should nevertheless be noted that O 2 recirculation is of particular interest when this gas is supplied pure to the fuel cell. In the case where oxygen O 2 is used in the air, recirculation can be dispensed with. The fuel cell can be constructed in several configurations. In a first configuration, the fuel cell comprises an active part comprising one or more pairs of electrodes and membranes associated with each pair. This active part is located between two end plates, one distributing H2 hydrogen and the other 02 oxygen to the active part. In another configuration, two active parts, similar to those of the first configuration, are located on either side of a cylinder head for the distribution of both H2 hydrogen and oxygen 02. Thereafter the end plates will also be called cylinder head and the invention can be implemented in both configurations. The ejector was placed outside the fuel cell. This arrangement allows easy disassembly of the ejector during maintenance operations. However, this requires the establishment of many pipes and fittings to circulate the gas in particular between the ejector and the fuel cell. The multiplication of pipes and fittings increases the risk of leaks in the gas transport and therefore the risk of creating an explosive atmosphere with oxygen in the air when the gas used is for example hydrogen . The invention aims to reduce the number of pipes and connections between ejector and active part of the fuel cell while maintaining ease of disassembly of the ejector by providing partial integration of the ejector in the cylinder head.
A cet effet, l'invention a pour objet une pile à combustible alimentée par au moins un gaz et comportant une partie active dans laquelle le gaz participe à une réaction d'oxydoréduction permettant de générer un courant électrique entre deux électrodes de la partie active, une culasse comprenant une canalisation d'amenée du gaz au contact d'une première des électrodes et une canalisation d'extraction d'un excédent de gaz après son passage au contact de la première électrode, et un éjecteur permettant à l'excédent de gaz de retourner dans la canalisation d'amenée, l'éjecteur comprenant une chambre dans laquelle se mélange l'excédent de gaz au gaz d'alimentation, caractérisé en ce que l'éjecteur comporte un corps dans lequel la chambre est réalisée et en ce que la culasse comporte une cavité dans laquelle le corps est inséré. Cette intégration partielle de l'éjecteur permet de rendre la pile à combustible plus compacte. En effet, la ou les culasses ainsi que la ou les parties actives sont généralement contenues dans un volume parallélépipédique. L'intégration partielle de l'éjecteur à la culasse permet de limiter la présence de composants à l'extérieur de ce volume. On limite ainsi les risques d'endommagement des canalisations par d'éventuelles actions mécaniques extérieures inopinées. For this purpose, the subject of the invention is a fuel cell fed by at least one gas and comprising an active part in which the gas participates in an oxidation-reduction reaction making it possible to generate an electric current between two electrodes of the active part, a cylinder head comprising a gas supply pipe in contact with a first of the electrodes and a pipe for extracting excess gas after passing it in contact with the first electrode, and an ejector allowing excess gas to return to the feed pipe, the ejector comprising a chamber in which the excess gas is mixed with the feed gas, characterized in that the ejector comprises a body in which the chamber is made and in that the breech has a cavity in which the body is inserted. This partial integration of the ejector makes the fuel cell more compact. Indeed, the yoke or heads and the active part or parts are generally contained in a parallelepiped volume. The partial integration of the ejector to the cylinder head limits the presence of components outside this volume. This limits the risk of damaging the pipes by unexpected external mechanical actions.
L'intégration de l'éjecteur dans la culasse permet aussi d'améliorer les caractéristiques hydrauliques de la pile à combustible par minimisation des pertes de charge dans les différentes canalisations où circule le gaz, du fait de la réduction des longueurs de canalisations et du nombre de raccords nécessaires. The integration of the ejector in the cylinder head also improves the hydraulic characteristics of the fuel cell by minimizing the pressure losses in the various pipes where the gas circulates, because of the reduction in the lengths of pipes and the number necessary fittings.
Par ailleurs, on s'est rendu compte que, pour améliorer le rendement de la pile à combustible, on pouvait réchauffer les gaz, hydrogène H2 et oxygène 02 avant de les faire circuler le long des électrodes. Il est connu de réchauffer ces gaz en brûlant une partie des gaz en excédent et en utilisant la chaleur dégagée par cette combustion pour le réchauffage de gaz circulant vers la partie active. Ce mode réalisation du réchauffage des gaz est pénalisant en terme de rendement puisqu'une partie des gaz ne participent pas aux réactions chimiques de la partie active. L'invention permet de pallier ce problème en utilisant la totalité des gaz, ou tout au moins de la totalité de l'un des gaz, pour les réactions chimiques tout en réchauffant ce ou ces gaz sans apport énergétique extérieur en utilisant la chaleur dégagée par les réactions chimiques. L'éjecteur forme un composant démontable de la culasse et avantageusement on dispose dans la pile à combustible des moyens d'étanchéité entre le corps de l'éjecteur et la cavité de la culasse dans laquelle le corps est inséré. La chambre peut s'ouvrir dans la canalisation d'amenée afin de limiter les pertes de charges dans la circulation du gaz. Le corps de l'éjecteur comporte par exemple deux entrées, la première entrée recevant le gaz d'alimentation et la deuxième entrée recevant l'excédent de gaz par la canalisation d'extraction. Les deux entrées sont situées à l'extérieure de la culasse. La pile à combustible est par exemple alimentée en gaz sous pression et avantageusement la pression du gaz est convertie en énergie cinétique dans l'éjecteur pour aspirer l'excédent de gaz vers la canalisation d'amenée par effet venturi. La recirculation du gaz ne nécessite ainsi aucun apport extérieur d'énergie autre que celle déjà contenue dans le gaz lui-même. L'éjecteur peut comporter une buse destinée à augmenter la vitesse du gaz d'alimentation à son entrée dans la chambre d'aspiration. Pour faciliter l'entretien de l'éjecteur, la buse forme une pièce rapportée dans le corps de l'éjecteur. La culasse de la pile à combustible contribue au refroidissement de la partie active et avantageusement la culasse comporte des moyens d'échange thermique entre un flux thermique prélevé de la partie active et le gaz circulant dans la chambre d'aspiration. Cet échange thermique permet le réchauffage du gaz avant son entrée dans la partie active de la pile à combustible. On the other hand, it was realized that, to improve the efficiency of the fuel cell, the gases, hydrogen H 2 and oxygen O 2 could be heated before being circulated along the electrodes. It is known to heat these gases by burning a portion of the excess gas and using the heat generated by this combustion for the heating of gas flowing to the active part. This embodiment of the reheating of the gases is penalizing in terms of efficiency since some of the gases do not participate in the chemical reactions of the active part. The invention makes it possible to overcome this problem by using all the gases, or at least all of one of the gases, for the chemical reactions while heating this or these gases without external energy supply by using the heat released by chemical reactions. The ejector forms a removable component of the cylinder head and advantageously there is arranged in the fuel cell sealing means between the body of the ejector and the cavity of the cylinder head into which the body is inserted. The chamber can open in the supply line in order to limit the pressure losses in the flow of gas. The body of the ejector comprises for example two inputs, the first inlet receiving the feed gas and the second inlet receiving the excess gas through the extraction pipe. Both inputs are located on the outside of the cylinder head. The fuel cell is for example supplied with gas under pressure and advantageously the pressure of the gas is converted into kinetic energy in the ejector to suck the excess gas to the supply duct by venturi effect. Recirculation of the gas thus requires no external input of energy other than that already contained in the gas itself. The ejector may comprise a nozzle intended to increase the speed of the feed gas as it enters the suction chamber. To facilitate maintenance of the ejector, the nozzle forms an insert in the body of the ejector. The cylinder head of the fuel cell contributes to the cooling of the active part and advantageously the cylinder head comprises heat exchange means between a heat flow taken from the active part and the gas flowing in the suction chamber. This heat exchange allows the heating of the gas before entering the active part of the fuel cell.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel : la figure 1 représente schématiquement l'alimentation en hydrogène d'une pile à combustible ; la figure 2 représente des surfaces fonctionnelles d'un éjecteur permettant la recirculation d'un gaz ; la figure 3 représente en coupe une partie d'une culasse d'une pile à combustible et un injecteur partiellement inséré dans la culasse. The invention will be better understood and other advantages will appear on reading the detailed description of an embodiment given by way of example, a description illustrated by the accompanying drawing in which: FIG. hydrogen from a fuel cell; Figure 2 shows functional surfaces of an ejector for recirculating a gas; Figure 3 shows in section a part of a cylinder head of a fuel cell and an injector partially inserted into the cylinder head.
Par souci de clarté, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures. For the sake of clarity, the same elements will bear the same references in the different figures.
L'invention est décrite en rapport à une pile à combustible de type à membrane, utilisant de l'hydrogène comme gaz réducteur et l'oxygène de l'air comme gaz oxydant. Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à ce type de pile à combustible. L'invention peut être mise en oeuvre dans tout type de pile à combustible utilisant au moins un gaz pour lequel on met en oeuvre une recirculation d'un excédent d'au moins un des gaz lors d'une réaction chimique interne à la pile à combustible. The invention is described in relation to a membrane type fuel cell using hydrogen as a reducing gas and oxygen in the air as an oxidizing gas. It is understood that the invention is not limited to this type of fuel cell. The invention can be implemented in any type of fuel cell using at least one gas for which recirculation of an excess of at least one of the gases is carried out during an internal chemical reaction in the fuel cell. combustible.
Sur la figure 1, on a représenté schématiquement une partie active 1 d'une pile à combustible 2. la partie active 1 comporte une anode 3 et une cathode 4 séparées par une membrane 5. Un réservoir 6 sous pression permet d'alimenter la pile à combustible en hydrogène. Un détendeur 7 recevant l'hydrogène sous pression en sortie du réservoir 6 abaisse la pression de l'hydrogène qui est ensuite délivré à une première entrée 8 d'un éjecteur 9. La pression en sortie du détendeur 7 demeure suffisante pour être convertie en énergie cinétique générant une dépression au niveau d'une seconde entrée 10 de l'éjecteur 9. L'éjecteur 9 comporte une canalisation divergente 11 formant une sortie de l'éjecteur 9. la canalisation divergente 11 alimente en hydrogène, par une canalisation d'amenée 12, la partie active 1 et plus précisément l'anode 3. L'hydrogène circule le long de l'anode 3 et une partie de l'hydrogène en excédent ressort de la partie active 1 par un canal d'extraction 13 conduisant cet excédent vers la seconde entrée 10 de l'éjecteur 9 pour y être aspiré par l'hydrogène provenant de la première entrée 8. La figure 2 représente en coupe des surfaces fonctionnelles d'un éjecteur 9 permettant la recirculation de l'hydrogène. On retrouve sur cette figure les deux entrées 8 et 10 ainsi que la canalisation divergente 11 formant la sortie de l'éjecteur 9. l'entrée 8 se prolonge dans l'éjecteur 9 par une buse 15 permettant d'accélérer l'hydrogène provenant du réservoir 6. A cet effet, la buse 15 comporte une partie terminale convergente 16 débouchant dans une chambre d'aspiration 17 de l'éjecteur 9. En amont de la chambre d'aspiration 17, l'éjecteur comporte une canalisation convergente 18 disposé autour de la buse 15 dans lequel débouche le canal d'extraction 13. L'accélération de l'hydrogène dans la buse 15 génère une dépression dans la chambre d'aspiration 17 permettant l'aspiration de l'hydrogène présent dans le canal d'extraction 13. En aval de la chambre d'aspiration 17, le mélange de l'hydrogène provenant du réservoir et du canal 1 o d'extraction 13 est ralenti dans la canalisation divergente 11. La figure 3 représente en coupe une partie d'une culasse 20 d'une pile à combustible et un injecteur 9 partiellement inséré dans la culasse 20. L'éjecteur comprend un corps 19 dans lequel sont réalisés la canalisation convergente 18, la chambre d'aspiration 17, la canalisation divergente 11 et 15 la canalisation d'extraction 13. La buse 15 forme une pièce rapportée dans la culasse 20. Cela facilite l'entretien de la pile à combustible et permet le remplacement éventuel de la buse 15. La buse 15, lorsqu'elle est place dans le corps 19, la canalisation convergente 18, la chambre d'aspiration 17 et la canalisation divergente 11 sont de révolution et s'étendent selon un même 20 axe 21. La canalisation d'extraction 13 est tubulaire et s'étend selon un axe 22 perpendiculaire à l'axe 21. La culasse 20 comporte une cavité 25 dans laquelle le corps 19 est insérée. La cavité 25 et la surface extérieure du corps 19 sont cylindriques de même diamètre nominal pour que le corps puisse s'ajuster 25 dans la cavité 25. Au fond de la cavité on peut prévoir une gorge 26 dans laquelle est placé un joint torique 27 assurant l'étanchéité du corps 19 par rapport à la culasse 20 et plus précisément de la canalisation divergente 11 par rapport à la canalisation d'amenée 12. La culasse 20 est réalisée de façon massive. La canalisation 30 d'amenée 12 est directement réalisée par façonnage de la culasse 20 comme par exemple par moulage ou par usinage. La culasse 20 peut être monobloc ou réalisée en deux parties assemblées selon un plan de joint, par exemple le plan de la figure 3. Dans le cas d'une réalisation monobloc, la canalisation d'amenée 12 et la cavité 25 sont débouchantes pour permettre 35 l'accès d'outils d'usinage ou de noyau de moulage. Les extrémités débouchantes non utilisées pour la circulation du gaz doivent être obstruées par des bouchons, non représentés sur la figure 3. Dans le cas d'une réalisation en deux parties de la culasse 20, la canalisation d'amenée 12 et la cavité 25 ne sont pas obligatoirement débouchantes et on peut se dispenser de bouchons, c'est le cas du mode de réalisation représenté sur le figure 3. Par contre, la réalisation en deux parties nécessite l'assemblage au moyen d'un joint de culasse, par exemple réalisé selon le plan de la figure 3 et assurant l'étanchéité des deux parties entre elles. FIG. 1 diagrammatically shows an active part 1 of a fuel cell 2. the active part 1 comprises an anode 3 and a cathode 4 separated by a membrane 5. A pressurized tank 6 is used to feed the battery hydrogen fuel. An expander 7 receiving the pressurized hydrogen at the outlet of the reservoir 6 lowers the pressure of the hydrogen, which is then delivered to a first inlet 8 of an ejector 9. The pressure at the outlet of the expander 7 remains sufficient to be converted into energy kinetic generating a depression at a second inlet 10 of the ejector 9. The ejector 9 comprises a diverging pipe 11 forming an outlet of the ejector 9. the diverging pipe 11 supplies hydrogen, via a supply pipe 12, the active part 1 and more precisely the anode 3. The hydrogen flows along the anode 3 and a portion of excess hydrogen leaves the active part 1 by an extraction channel 13 leading this excess to the second inlet 10 of the ejector 9 to be drawn in by hydrogen from the first inlet 8. Figure 2 shows in section functional surfaces of an ejector 9 allowing the recirculation of the hydrator. genic. This figure shows the two inlets 8 and 10 as well as the diverging pipe 11 forming the outlet of the ejector 9. the inlet 8 is extended in the ejector 9 by a nozzle 15 making it possible to accelerate the hydrogen coming from the reservoir 6. For this purpose, the nozzle 15 has a convergent end portion 16 opening into a suction chamber 17 of the ejector 9. Upstream of the suction chamber 17, the ejector comprises a convergent duct 18 disposed around it of the nozzle 15 into which the extraction channel 13 opens. The acceleration of the hydrogen in the nozzle 15 generates a vacuum in the suction chamber 17 allowing the aspiration of the hydrogen present in the extraction channel 13. Downstream of the suction chamber 17, the mixture of hydrogen from the reservoir and the extraction channel 1 o is slowed in the diverging pipe 11. FIG. 3 shows in section a portion of a cylinder head 20 of a fuel cell e and an injector 9 partially inserted into the cylinder head 20. The ejector comprises a body 19 in which are formed the convergent pipe 18, the suction chamber 17, the divergent pipe 11 and the extraction pipe 13. The nozzle 15 forms an insert in the cylinder head 20. This facilitates the maintenance of the fuel cell and allows the possible replacement of the nozzle 15. The nozzle 15, when placed in the body 19, the convergent pipe 18, the suction chamber 17 and the diverging pipe 11 are of revolution and extend along the same axis 21. The extraction pipe 13 is tubular and extends along an axis 22 perpendicular to the axis 21. The cylinder head 20 has a cavity 25 in which the body 19 is inserted. The cavity 25 and the outer surface of the body 19 are cylindrical with the same nominal diameter so that the body can fit into the cavity 25. At the bottom of the cavity there can be provided a groove 26 in which is placed an O-ring 27 ensuring the sealing of the body 19 with respect to the yoke 20 and more precisely of the diverging pipe 11 relative to the supply pipe 12. The yoke 20 is made in a massive manner. The supply pipe 30 is directly formed by forming the cylinder head 20, for example by molding or by machining. The yoke 20 may be one-piece or made in two parts assembled along a joint plane, for example the plane of FIG. 3. In the case of a single-piece embodiment, the supply pipe 12 and the cavity 25 are open to allow Access to machining tools or molding core. The open ends not used for gas circulation must be plugged by plugs, not shown in FIG. 3. In the case of a two-part embodiment of the cylinder head 20, the supply pipe 12 and the cavity 25 are not necessarily open and one can dispense with plugs, this is the case of the embodiment shown in Figure 3. By cons, the embodiment in two parts requires assembly by means of a cylinder head gasket, for example realized according to the plane of Figure 3 and ensuring the tightness of the two parts together.
On a vu précédemment que les réactions chimiques se produisant dans la partie active 1 de la pile à combustible 2 sont exothermiques. La culasse 20 contribue au refroidissement de la partie active 1 en évacuant vers l'extérieur une partie du flux thermique issu de la partie active 1. La culasse 20 comporte des moyens d'échange thermique entre la partie active 1 et le gaz circulant dans les canalisations d'amenée 12 et dans l'éjecteur 9. Par exemple, le flux thermique de la partie active 1 peut être évacué au moyen d'un fluide de refroidissement circulant dans les canalisations disposées au voisinage ou dans les électrodes 3 et 4. Ces canalisations peuvent se prolonger dans la culasse 20 au voisinage la cavité 25 et de la canalisation d'amenée 12 dans lesquels circule l'hydrogène qui est alors réchauffé par conduction thermique au travers des parties massive de la culasse 20. It has been seen previously that the chemical reactions occurring in the active part 1 of the fuel cell 2 are exothermic. The yoke 20 contributes to the cooling of the active part 1 by discharging to the outside part of the heat flow from the active part 1. The yoke 20 comprises heat exchange means between the active part 1 and the gas flowing in the In one embodiment, the heat flow of the active part 1 can be evacuated by means of a cooling fluid circulating in the pipes arranged in the vicinity or in the electrodes 3 and 4. pipes can extend into the cylinder head 20 in the vicinity of the cavity 25 and the supply pipe 12 in which the hydrogen circulates, which is then heated by thermal conduction through the solid parts of the cylinder head 20.