De nouveaux revêtements pour des piles à combustible durables
Dans la poussée visant à développer des formes alternatives d’énergie, les piles à combustible à membrane à échange de proton (proton exchange membrane fuel cells, PEMFC) basées sur l'hydrogène ont acquis un intérêt grandissant pour les applications de transport. La plaque bipolaire est une composante clé des PEMFC contribuant de manière significative à leur coût et à leur poids ainsi qu'au volume de la pile. Malgré l'attrait des plaques à base de métal, un revêtement protecteur est nécessaire pour éviter toute corrosion et maintenir la résistance de contact interfaciale à un niveau bas. Les plaques bipolaires servent à séparer le combustible des gaz oxydants, à distribuer des gaz réactifs aux cellules et à fournir un flux d'électrons via la pile PEMFC. Dans le projet STAMPEM (Stable and low cost manufactured bipolar plates for PEM fuel cells), financé par l'UE, les chercheurs ont travaillé à l'amélioration des revêtements existants et au développement de nouveaux matériaux composés de métaux bon marché pour une utilisation dans les plaques bipolaires. L'objectif principal de STAMPEM était le développement de revêtements pour les plaques bipolaires à base d'acier inoxydable qui peuvent être produites en masse pour moins de 2,5 euros par kilowatt de puissance nominale de la pile et à des volumes de production annuels de 500 000 pièces. STAMPEM a développé de nouvelles techniques pour atteindre de bonnes conditions d'adhérence et une faible résistance de contact entre le substrat métallique des plaques bipolaires et le revêtement. Les revêtements à base de carbone et de polymère ont été produits par un dépôt de vapeur chimique et des méthodes électrochimiques. Les tests de tension accélérés des plaques bipolaires des piles à combustible ont révélé que les revêtements présentaient des propriétés comparables à celles de l'acier inoxydable doré qui sert de point de référence. STAMPEM facilite permet la mise en œuvre du plan stratégique européen pour les technologies énergétiques (SET-Plan), qui permet de développer des technologies adéquates pour commercialiser des véhicules à hydrogène et à pile à combustible. Outre les applications dans le secteur automobile, des PEMFC durables hautes performances peuvent également avoir des implications positives pour la production d'énergie fixe.
Mots‑clés
Piles à combustible, voitures à pile à combustible, matériaux de revêtement, plaques bipolaires, corrosion, STAMPEM
