Procédé Réactif type Extrusion pour Membranes HYbrideS- application pile à combustible – PREMHYS

Le projet PREMHYS s?articule autour de l?utilisation d?un procédé innovant de mise en ?uvre par voie fondue sans solvant pour la réalisation d?un matériau hybride fonctionnel dans la problématique de développement de membranes alternatives pour piles à combustible. A l?heure actuelle, malgré une activité de recherche internationale intense, le développement de membrane à faible coût reste un verrou technologique. Or l?analyse des données socio-économiques mettent en évidence que pour satisfaire les contraintes du marché automobile en particulier, la réduction du coût du kW fourni par la pile, la production à grande échelle des composants ainsi que la stabilité thermique de la membrane sont autant de paramètres à prendre en considération pour le développement de cette technologie. Le projet PREMHYS décrit une nouvelle stratégie pour proposer dans les prochaines années un procédé de production de membranes pour piles à combustible concurrentiel et respectueux de l?environnement. Ce projet managé par l?IMP (UMR 5223, Ingénierie des Matériaux Polymères) propose un partenariat entre le CEA du Ripault, les sociétés CLARIANT et ARKEMA et les partenaires universitaires IAM (ENSCM) et IMP. Dans le cadre du projet PREMHYS, nous avons pour objectifs de développer la production, voire la qualité, de ce nouveau type de membranes hybrides à bas coût via l?utilisation d?un procédé continu de mise en ?uvre à l?état fondu de la matrice organique fluorée. Ce procédé sans solvant permet de s?affranchir des problèmes récurrents de toxicité et de porosité rencontrés durant la mise en ?uvre de ces membranes. De plus, l?incorporation de la phase inorganique conductrice protonique a été originalement envisagée par sa génération in situ à l'échelle nanométrique pendant cette même étape de mise en ?uvre c'est-à-dire en prenant en compte les contraintes du procédé (hautes températures et cinétiques de réactions compatibles avec les temps moyens de résidence en extrudeuse de l'ordre de quelques minutes). Cette génération in situ est obtenue par une méthode Sol/Gel grâce à des précurseurs inorganiques, méthode avantageuse qui normalement est utilisée en milieu hydroalcoolique. Enfin, l?utilisation de ce procédé présente l?intérêt de pouvoir réaliser en continu de grandes quantités de ces matériaux hybrides pour pile à combustible.