Conception innovante de matériaux pour assemblage membrane-électrodes, INNOVAME – INNOVAME

Ce projet a pour objet la conception de matériaux et de composants innovants pour la fabrication d'assemblage membrane-électrodes (AME) de pile à combustible de type PEMFC. Les matériaux et composants développés dans le cadre de ce projet se démarquent de ceux issus des filières actuelles pour répondre aux demandes technico-économiques des PEMFC.
D'un point de vue technique, les composants réalisés répondront :
• Pour la membrane conductrice protonique, à une température de fonctionnement supérieure à 100°C. Les travaux préliminaires initiés au CEA/DAM sur des membranes composites de Nafion incorporant des argiles sulfonées ont donnés des résultats encourageants.
• Pour les matériaux d'électrodes, à une diminution de la charge en platine et à un fonctionnement sous air à faible pression. Les travaux du CEA/DTEN ont permis d'augmenter de 40% le taux d'utilisation du platine dans la couche active par rapport aux électrodes commerciales E-TEK, contribuant ainsi à améliorer les performances en fonctionnement sous air, tout en affichant une charge en platine inférieure à 0.2 mg/cm2.
• Pour les matériaux de la couche de diffusion des gaz (GDL), à une augmentation des conductivités électroniques (longitudinales et transversales) et de la perméabilité aux gaz afin d'améliorer les performances en fonctionnement sous air, à faible pression. Les travaux du CEA/DSEN ont montré la capacité de leurs matériaux de couche de diffusion à fonctionner dans ces conditions.
Outre ces trois briques technologiques, le projet INNOVAME initie deux nouvelles actions de recherche, l'élaboration de matériaux d'électrode avec des nanotubes de carbone, et l'utilisation de nouvelles structures de supports de couche de diffusion, à base de fibre de carbone. Ces deux actions viseront à renforcer les propriétés de conduction électronique du matériau d'électrode et à assurer une bonne compatibilité aux interfaces entre les différents éléments du cœur de pile.
Enfin, une tâche de projet sera dédié à l'étape d'assemblage suivant un procédé roll to roll.
Les objets livrés dans le cadre de ce projet seront définis en vue de répondre à un besoin de production à une échelle industrielle et seront donc, à terme mis en oeuvre sur des pilotes de production.