Une nouvelle génération de piles à combustible à hydrogène

Publié par Isabelle le 06/12/2013 à 00:00
Source: CEA

© P.Avavian CEA
Le CEA-Liten en collaboration avec Symbio FCell, le spécialiste français des systèmes de piles à hydrogène pour la mobilité durable, ont développé une nouvelle génération de plaques bipolaires, élément indispensable au fonctionnement des piles à combustible (Un combustible est une matière qui, en présence d'oxygène et d'énergie, peut se combiner à l'oxygène (qui sert de comburant) dans une réaction chimique générant de la chaleur : la combustion.). Elles sont destinées aux applications de la mobilité et des transports (Le transport, du latin trans, au-delà, et portare, porter, est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre.), en adéquation avec les besoins d'une industrialisation des piles à hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.). Cette nouvelle génération de plaques bipolaires, place le CEA-Liten et SymbioFCell au meilleur niveau mondial pour les performances des piles PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell).

Bénéficiant de l'expertise de plus de 15 ans en recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche...) et développement du CEA-Liten dans ces technologies de piles à combustible échangeuses de protons (PEMFC), le programme de la nouvelle génération de plaque bipolaire démarré en 2010 a atteint l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...) de ses objectifs: augmentation des performances intrinsèques, réduction de près de moitié du volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) des systèmes complets de piles à combustible, réduction des quantités de métaux rares utilisés et simplification de l'assemblage pour une production industrielle de série.

Cette nouvelle génération offre une performance de 2,9 kW par litre (Le litre (du grec λίτρα lítra, ancienne mesure de capacité – une livre de douze onces – égale au seizième du boisseau soit 0,813 litre) est une...), et se place au niveau des meilleures technologies disponibles dans le domaine.

Les plaques bipolaires ont pour fonction la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) des gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de...), de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) et du collectage du courant au sein des piles à hydrogène. Le design (Le design (la stylique en français) est un domaine visant à la création d'objets, d'environnements ou d'œuvres graphiques, à la fois fonctionnels, esthétiques et conformes aux impératifs d'une...) de ces plaques a toujours représenté un élément critique de la performance de la pile, mais aussi du système. Couplé à une optimisation des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) pour électrodes, il en résulte une compacité doublée à performance égale tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en réduisant le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de composants d'une pile. L'assemblage est également facilité, ce qui permet d'atteindre une réduction de coûts supérieure à 50% en production de série.

Les améliorations ainsi obtenues rendent possible le développement à l'échelle industrielle de piles à hydrogène plus performantes intégrables dans tous les types de véhicules, à des coûts compétitifs avec les véhicules diesels actuellement sur le marché.
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