Développement d'AME pour gagner un FACTEUR 10 sur le coût en platine par unité de puissance – FACTEUR 10

L’objectif central de ce projet de recherche industrielle est de réduire la quantité de platine nécessaire à la réalisation d’AME (Assemblages Membrane Electrodes) performants et durables. Il est en effet indispensable pour développer à grande échelle une alternative viable aux solutions existantes d’atteindre avec les piles à combustible les objectifs de performance, coût et durabilité exigés par leurs domaines d’application potentiels. Pour l’application automobile le besoin de réduire les quantités de platine tout en conservant de bonnes performances dans des conditions drastiques sur plusieurs milliers d’heures est déjà identifié et nécessaire à court terme, mais ce besoin concerne à plus long terme l’ensemble des applications en raison des limitations de ressources. La cible est une réduction d’un facteur 10 de la quantité de platine par unité de puissance, soit le passage d’un état de l’art à 1g/kW à une solution à 0,1g/kW. Le problème sera traité à deux niveaux de développement, l’un plus avancé techniquement afin de proposer à terme des AME à très faibles chargements en platine validés en durabilité et, l’autre, plus amont, permettant de proposer des solutions innovantes pour améliorer le compromis coût en Pt / performance, en jouant sur la formulation et l’architecture des couches actives. Les mots clés du projet seront la réduction et la localisation du platine en vue d’une optimisation de son efficacité. La localisation sera considérée depuis l’échelle macroscopique, c'est-à-dire avec répartition pertinente dans l’AME entre l’anode et la cathode, jusqu’à l’échelle microscopique, dans le cas de particules localisées, avec en parallèle une répartition optimisée sur la surface ou dans l’épaisseur des couches actives suivant des profils de concentration contrôlés. Des couches actives et des AME seront développés par différentes techniques en s’appuyant sur des caractérisations pour étudier l’impact de la réduction des chargements en platine sur leur structure et leurs propriétés, et sur des tests en pile pour qualifier les composants vis à vis des cahiers des charges. Un risque majeur étant de ne pas atteindre les critères de durabilité, la corrélation entre procédé, caractéristiques et fonctionnement sera particulièrement analysée dans l’optique de proposer des solutions pour améliorer la stabilité des catalyseurs et des performances