De nouveaux matériaux pour fabriquer des piles à combustible à méthanol, efficaces et économiques
Les scientifiques du projet DURAMET (Improved durability and cost-effective components for new generation solid polymer electrolyte direct methanol fuel cells), financé par l'UE, ont mis au point des composants pour réduire le coût des piles et en renforcer les performances et la durabilité. Les utilisations visées sont des générateurs portables et des groupes électrogènes mobiles ou fixes. Afin de caractériser les nouveaux matériaux et produits, les scientifiques ont conçu des tests de vieillissement accéléré ainsi que des protocoles de test, qui sont maintenant à la disposition du public sur le site web du projet. Les chercheurs ont mis au point de nouvelles membranes économiques, fonctionnant à température basse ou haute. Elles disposent d'une conductivité élevée des protons, d'une faible diffusion du méthanol dans l'électrolyte, et d'une bonne stabilité pour une large plage de températures. Les chercheurs ont travaillé à la préparation des membranes, à leur caractérisation hors site, et à l'agrandissement d'échelle des formulations les plus prometteuses pour les tester dans des piles. L'utilisation d'électrocatalyseurs avec une meilleure cinétique d'électrode a réduit la dégradation, les coûts et la quantité nécessaire de métaux nobles et coûteux. En outre, les nouveaux électrocatalyseurs d'anode composites ont amélioré de 20 à 30 % les performances, par rapport aux catalyseurs disponibles jusque-là. Des résultats similaires ont été obtenus avec des matériaux de catalyse à la cathode. Les chercheurs ont conduit des modélisations pour orienter la recherche et l'optimisation des formulations pour le montage des électrodes de membrane, et pour les conditions de fonctionnement de la pile. Ils ont conçu et testé deux types de petites piles: une configuration à un seul pôle fonctionnant à basse température en mode passif pour les utilisations portables, et une configuration à deux pôles fonctionnant à basse température pour les groupes électrogènes. La puissance des deux piles a dépassé les objectifs du projet. Les chercheurs ont aussi conduit une analyse des coûts pour évaluer l'impact des améliorations des matériaux sur la production en masse des piles à combustibles. Les piles à combustible à injection directe de méthanol représentent une source économique et stable d'électricité. Elles promettent d'être un excellent substitut des batteries dans un contexte pour des systèmes portables ou à petite échelle. De tels groupes électrogènes, installés sur des véhicules et des camions spéciaux, seront plus intéressants que des petits générateurs diesel. Les résultats ont été diffusés sur le site web du projet, via des publications, des ateliers, des conférences et une brochure.
Mots‑clés
Piles à combustible, pile à combustible à injection directe de méthanol, groupes électrogènes, électrocatalyseur
