Des innovations dans la fabrication rendent la technologie des piles à combustible moins chère et plus propre Grâce à un accès au combustible et à l’oxygène, les piles à combustible génèrent de l’électricité de manière continue, ce qui les rend plus efficaces que la plupart des piles et promet une nouvelle ère pour l’approvisionnement en électricité et en énergie. Les coûts de fabrication constituent toutefois un obstacle, de sorte qu’un projet a été mis en place pour trouver une solution. Technologies industrielles © Kaca Skokanova, Shutterstock Les piles à combustible convertissent l’énergie chimique (généralement à partir d’hydrogène) et un agent oxydant (en général l’air) afin de produire de l’électricité. Contrairement à la plupart des piles, qui contiennent leurs éléments réactifs, les piles à combustible s’appuient sur un approvisionnement continu en combustible et en oxygène pour maintenir leur réaction chimique. Les piles à combustible ont été présentées comme une option très efficace pour l’énergie domestique ou pour alimenter les véhicules. Mais l’un des principaux obstacles à leur adoption généralisée est le coût de fabrication de leurs blocs. SOSLeM, le projet de recherche et d’innovation soutenu par l’UE, a permis de créer une nouvelle installation de production des blocs à la société SOLIDpower, rendant le processus de fabrication moins cher, plus propre et plus intelligent. Moins cher, car la conception a été simplifiée en recourant à une production automatisée. Plus propre en utilisant des matériaux ayant un moindre impact environnemental pour créer les blocs, tout en traitant de manière optimisée les déchets. Une production moins chère et plus propre L’équipe de SOSLeM a revu la conception des cassettes qui séparent chaque segment respectif des piles à combustible dans les blocs de piles à oxyde solide (SOFC), en recourant à moins de composants et à un environnement entièrement automatisé. Les blocs ont alors été contrôlés avant d’être installés dans un banc d’essai conçu par SOSLeM qui, en utilisant l’équipement de manière plus efficace, a accéléré sa performance. Ce nouveau banc d’essai a également fourni des informations plus détaillées sur la qualité des blocs, améliorant la prédiction du comportement et soulignant les points à améliorer. «Nous devions améliorer les matériaux et les procédés de fabrication, étant donné que les SOFC agissent à des températures élevées et que les matériaux tendent à se dégrader plus rapidement lorsque les températures augmentent», explique M. Jan Pieter Ouweltjes, coordinateur du projet. Avant d’apporter tout changement au procédé de fabrication, l’équipe a validé les modifications au moins quatre fois en laboratoire dans des conditions représentatives. Responsabiliser les consommateurs grâce à la microcogénération de piles à combustible Au titre du projet PACE (cofinancé par l’UE), les innovations de SOSLeM ont été adoptées afin de produire et distribuer une version bêta du produit de micro-production combinée de chaleur et d’électricité (micro-CHP) de SOLIDpower. PACE a été mis en place pour permettre le déploiement européen de la «microcogénération de piles à combustible» destinées aux particuliers. En produisant de la chaleur et de l’électricité près du point de consommation, cette solution énergétique intelligente est très efficace. L’objectif consiste à la déployer dans plus de 2 800 foyers dans 10 pays d’ici 2020. Alors que le chauffage représente la moitié de la consommation d’énergie en Europe, cette technologie pourrait jouer un rôle considérable dans les objectifs de décarbonation. PACE a en effet préparé la chaîne d’approvisionnement et créé le marché pour les innovations de SOSLeM en matière de fabrication. «Nous avons atteint un véritable niveau de référence parce que rien n’existait dans ce domaine. Cependant, nous avons réduit la durée du processus qui prend normalement entre trois et cinq ans à moins de 12 mois, finissant l’installation, l’ingénierie des procédés et l’automatisation en même temps», explique M. Bernhard Zwinz, directeur de la production chez SOLIDpower. «Fin 2019, nous pourrons produire jusqu’à 25 MW (16 600 blocs) par an dans notre nouvelle installation grâce à un assemblage entièrement automatisé, créant plus de 80 emplois, et davantage chez nos fournisseurs d’équipements et de matériaux.» Mots‑clés SOSLeM, piles, hydrogène, piles à oxyde solide, électricité, vert, alimentation électrique, énergie, microcogénération de piles à combustible, consommateurs, énergies renouvelables
