Créer de meilleures piles à combustible
Les piles à combustible sont très efficaces, car elles convertissent l'énergie chimique de l'hydrogène et de l'oxygène en électricité en produisant de l'eau et en libérant de la chaleur. Les piles peuvent être organisées en circuits en série et en parallèle selon un schéma appelé bloc de piles à combustible afin d'améliorer leur efficacité. Des scientifiques européens ont récemment réuni leurs forces pour développer un bloc de piles à combustible à électrolyte polymère (PEFC). Le projet IGDL/GFC («Interaction between the gas diffusion layer and the gas flow channel of polymer electrolyte fuel cell») a étudié les technologies de piles à combustible et hydrogène pour développer des systèmes intégrés de production d'hydrogène et d'énergie. Le projet financé par l'UE a conçu et fabriqué un bloc à haute efficacité pour une utilisation dans la transmission d'un prototype de voiture propulsé par des piles à combustible. Le véhicule sera engagé sur le marathon Shell Eco, qui est une course annuelle au cours de laquelle l'objectif des voitures est d'atteindre la plus grande efficacité en termes de consommation de carburant. Les PEFC sont particulièrement adaptées pour les applications à faible puissance et les transports, mais des recherches supplémentaires sont nécessaires pour améliorer leur durabilité et leur stabilité opérationnelle. Les chercheurs se sont concentrés sur le transport de l'eau au sein de la PEFC, qui peut être inondée si l'eau n'est pas correctement enlevée. Toutefois, le niveau d'humidité adéquat à l'intérieur de la pile est essentiel pour hydrater l'électrolyte à polymère. Deux composants de la pile à combustible et la façon dont ils interagissent sont essentiels pour la gestion de l'eau dans le dispositif. La couche de diffusion de gaz (GDL pour «gas diffusion layer» en anglais) supporte l'électrode pour le canal de flux de gaz (GFC pour «gas flow channel» en anglais), qui assure la distribution du gaz sur la zone active des électrodes. Une pile modèle a été créée par les partenaires du projet pour étudier le flux d'eau dans la GDL et le GFC dans des conditions de température et de flux soigneusement contrôlées. Les résultats ont été utilisés pour conduire une analyse en profondeur d'un grand nombre de façons dont une pile à combustible réelle peut être inondée. Les résultats du projet IGDL/GFC pourraient aboutir à de nouveaux modèles et permettre de déterminer les conditions de fonctionnement pour réduire la consommation d'énergie au minimum. Le projet a permis aux chercheurs d'obtenir des informations très utiles sur les propriétés électrochimiques des piles à combustible et la conception des blocs, ainsi que de contribuer à la compétitivité européenne dans le développement des énergies propres.
