Architecture sous Pression d’evHt à suRface de cOntact maximale et DIstribution par et à Travers l’Electrode. – APHRODITE

Le projet APHRODITE porte sur la production d’hydrogène par Electrolyse de la Vapeur d’eau à Haute Température (EVHT). Il vise à concevoir, fabriquer et tester un nouveau concept d’empilement EVHT à haute performance dédié à un fonctionnement à haute pression (30 bars). Il s’agit non seulement d’une conception innovante à l’échelle du motif élémentaire mais aussi d’une nouvelle approche dans la manière d’empiler les différents éléments, dans la manière de réaliser les étanchéités et dans la manière d’utiliser les gaz en pression. Ce concept n’a pas d’équivalent à notre connaissance sur le plan international, et constitue le premier stack d’EVHT planaire en pression. Ce projet de recherche industrielle, est centré sur l’expérimentation sous pression associée à la modélisation de la réponse thermique, électrochimique et mécanique de l’empilement. Pour cela, une étude des phénomènes électrochimiques impliqués à haute pression pour chacune des électrodes sera réalisée dans le cadre d’une thèse. De plus, ces modèles permettront de développer un outil de simulation pour analyser et dimensionner les essais. La plateforme logicielle issue du projet MOISE (ANR 2007) sera utilisée et enrichie. Une validation expérimentale par parties des différentes fonctions à assurer (amenées des gaz et du courant, étanchéité, intégrité des cellules au montage…) sera menée avant les tests en pression, ce qui permettra d’optimiser la conception de l’empilement. Les étanchéités métalliques seront innovantes et issues du projet EMAIL (ANR 2007). Les tests en pression réalisés à différentes échelles (cellule, motif élémentaire, empilement) permettront d’appréhender l’impact de l’ensemble des phénomènes impliqués dans l’EVHT sous pression et d’en valider l’intérêt pour la production massive d’hydrogène.
La démarche générale qui sous tend l’organisation du projet APHRODITE est donc de mener en parallèle :
- une action d’enrichissement de la connaissance du fonctionnement en pression d’un EVHT ;
- la réalisation et l’essai d’un premier empilement d’EVHT sous pression, sur la base d’un concept innovant conçu pour un fonctionnement en pression.
- la quantification grâce à la simulation des gains de performances (optimisation de la surface de contact, gain en taux d’utilisation, en performance de production, en dégradation…) réellement obtenues dans ce concept.