De nouveaux matériaux pour les piles à combustible des voitures
Les piles à combustible joueront un rôle majeur dans les véhicules de demain. La technologie pourrait être complémentaire au développement des véhicules électriques en contribuant à développer considérablement leur portée. Toutefois, la densité de puissance, le coût et la durabilité constituent des défis importants pour la commercialisation. Le projet IMPACT (Improved lifetime of automotive application fuel cells with ultra-low Pt-loading) financé par l’UE a proposé une solution en améliorant le module membrane-électrode (MME), qui est le composant principal d’une pile à combustible automobile. Les partenaires du projet ont réussi à mettre au point des MME dotés d’une très faible charge de Pt (moins de 0,2 /cm²). Les efforts des chercheurs visant à améliorer la stabilité à long terme de ces catalyseurs ont porté leurs fruits, étant donné que les piles à combustible sont restées efficaces après 5000 heures, affichant un taux de dégradation de moins de 10 µV par heure et une densité de puissance MME de 1 W/cm². L'équipe a réussi à augmenter la stabilité électrochimique du catalyseur de l’anode en présence de plusieurs températures de fonctionnement et degrés d’humidité. L’utilisation d’un électrocatalyseur composé d'une cathode de Pt/cobalt a permis d’atteindre les objectifs en termes de performances et de stabilité des MME. Pour augmenter les performances des cellules, les partenaires ont mis au point des membranes de 10 µm d’épaisseur stables chimiquement pour une parfaite résistance à la corrosion et une diminution des problèmes de diffusion de l’hydrogène. Les chercheurs ont également travaillé sur la mise au point d’ionomères pour les couches catalytiques. La compréhension des processus de dégradation qui s’appliquent à ces MME et le lien entre la dégradation, la durée de vie et la charge de Pt sont essentiels pour réaliser les objectifs du projet. Grâce à une analyse ex situ et in situ détaillée des nouveaux matériaux mis au point, l’équipe a pu mieux comprendre les mécanismes de dégradation. IMPACT a contribué à améliorer la durabilité des MME présentant une faible concentration en Pt dans les conditions standard d'utilisation. La production de MME à faible charge est essentielle en vue d’une commercialisation plus large étant donné que le Pt représente un facteur de coût majeur.
Mots‑clés
Piles à combustible, platine, véhicules, IMPACT, module membrane-électrode, charge de Pt
