Un nouveau matériau pour des piles à combustibles à moindre coût
Les plaques bipolaires (PB) sont un composant clé des systèmes à piles à combustible à membrane d'échange de protons, et représentent environ 80 % de leur volume. En les rendant plus robustes, fines et légères, l'on réduirait considérablement les coûts PEMDC et pourrait capturer de plus grandes portions du marché de masse. Le financement européen du projet ELECTROCHEM («Fuel cell stack assembly and diagnostics») a permis aux scientifiques de chercher des moyens de réduire la taille, le poids et le coût des piles. L'on s'est concentré sur la baisse des coûts avec les matériaux existants et le développement de nouvelles technologies de fabrication qui devraient améliorer le rendement et la qualité. Les travaux se sont dirigés vers le développement de PB provenant de graphite expansé. Les scientifiques ont caractérisé des matériaux de graphite à l'aide d'une résine en termes de leurs propriétés mécaniques, de conductivités électriques, de résistance de corrosion et d'angles de contact. Les matériaux composites ont été préparés par le moulage par compression et séchage. Comparés aux PB provenant de matériaux commercialement disponibles, les composants graphites ont présenté une puissance matérielle et une conductivité électrique plus élevées ainsi qu'une résistivité et rigueur électrique plus faibles. Par ailleurs, ils étaient plus fins et plus légers. Les plaques fabriquées étaient également caractérisées sur la base de leur performance électrochimique dans un environnement de pile à combustible en accord avec les protocoles de test de pile à combustible. Les scientifiques ont effectué des mesures dans un assemblage de membrane-électrode (MEA, pour membrane electrode assembly). Avec l'épaisseur de la PB d'environ 1,5 mm, des performances de 1 W/cm2 pourraient être atteintes. Au moins 25 MEA ont été requis pour obtenir 100 W d'énergie nette. ELECTROCHEM a aidé la Turquie à se frayer un chemin dans les technologies d'énergie hydrogène. Le projet a également permis à l'institut partenaire d'accroître davantage sa capacité, la mise à l'essai et la caractérisation non seulement de PB mais également d'autres matériaux PEMFC. Cela devrait permettre d'approfondir la recherche sur les matériaux et les piles à combustibles à l'avenir.
Mots‑clés
Pile à combustible, plaque bipolaire, piles à combustible à membrane d'échange de protons, assemblage de piles, diagnostic, graphite expansé, matériau composite, conductivité électrique, résistivité, performance électrochimique, assemblage membrane-électr
