Rendre les piles à combustibles plus attrayantes
Les FC sont une forme d'énergie propre, ayant de multiples applications potentielles. Fonctionnant en général à basses températures, les FC à membrane électrolytique polymère (PEMFC) sont essentiellement des piles qui produisent de l'électricité provenant surtout de l'hydrogène stocké et de l'oxygène dans l'air. Cependant, les problèmes liés au transport et au stockage de l'hydrogène font de l'alcool une solution de remplacement prometteuse. La haute densité énergétique de l'alcool et sa facilité relative de conversion en hydrogène ont stimulé la recherche sur le reformage à bord. Cependant, les PEMFC à basses températures sont sensibles aux impuretés de monoxyde de carbone (CO) dans le reformat, ce qui rend nécessaire une étape supplémentaire de traitement du combustible. Des scientifiques ont initié le projet IRAFC («Development of an internal reforming alcohol high temperature PEM fuel cell stack»), financé par l'UE, en vue de développer un système FC compact qui réutilise la chaleur produite par la pile à combustible pour entraîner la récupération de l'alcool sans traitement supplémentaire du combustible. À hautes températures, l'alcool est reformé pour produire de l'hydrogène sans CO. L'objectif du projet nécessitait l'intégration d'un catalyseur de reformage et d'un assemblage membrane-électrode (MEA) haute température fonctionnant à 190-220 degrés Celsius. Les nouvelles membranes polymères à base de polyéthers aromatiques ont été testées avec succès pendant 700 heures, révélant une meilleure stabilité thermique et chimique à 220 degrés Celsius. Les catalyseurs de reformage d'alcool nouvellement développés pourraient fonctionner de manière efficace pendant 500 heures, en fournissant de l'hydrogène stable à l'anode parallèlement à une baisse de leur activité. En outre, des matériaux composites en plaque bipolaire haute température ont été produits. Afin de garantir une conversion optimale du méthanol, les chercheurs ont étudié diverses géométries de plaque. Les principaux composants - reformateurs, assemblages membrane-électrode (MEA), plaques bipolaires et périphériques - de l'unité IRAFC ont été préparés et leur intégration au système réalisée avec succès. Une seule cellule d'une PEMFC haute température, intégrant un copolymère dopé et un catalyseur de reformage de méthanol dans l'anode, a suffit pour démontrer la fonctionnalité de l'unité. Le projet IRAFC a utilisé des matériaux (électrolytes, catalyseurs et plaques bipolaires) et des techniques de production abordables, facilitant ainsi la pénétration du système FC sur le marché de l'énergie. Les activités de diffusion du projet incluaient le site Web du projet, des publications dans des revues spécialisées et des conférences. De plus, IRAFC a déposé une demande de brevet.
Mots‑clés
Piles à combustible, membrane électrolytique polymère, hydrogène, alcool, catalyseur de reformage
