Analyse de la dégradation et développement de matériaux innovants pour systèmes AEM – IDEAS

Le projet vise à améliorer la technologie d’électrolyse à membrane échangeuse d’anions (AEMEL), en s’alignant sur les objectifs stratégiques de l’UE pour une infrastructure énergétique robuste basée sur l’hydrogène, cruciale pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et atteindre l’indépendance énergétique. En couplant développement de nouveaux matériaux et modélisation avancée, le projet cible efficacité, rentabilité et durabilité, favorisant la transition vers un avenir énergétique durable.
L’hydrogène est un élément clef de cette transition, reliant les secteurs de l’énergie, des transports et de l’industrie. Vecteur énergétique polyvalent il peut être produit à partir de sources renouvelables. Focaliser sur la technologie AEM est particulièrement pertinent car elle offre une alternative prometteuse à l’électrolyse plus traditionnelle avec potentielle réduction des coûts opérationnels et de la dépendance à l’égard de métaux rares et coûteux.
Au cœur du projet, des catalyseurs innovants à base d’aérogels dont DEP-PERSEE est spécialiste. Ces catalyseurs sont conçus pour améliorer l’activité catalytique et minimiser les pertes d’énergie, essentielles à l’amélioration des performances globales du système. Il s’agira d’affiner la composition des aérogels et leur mise en œuvre en électrodes, en explorant les méthodes de dépôt par pulvérisation et enduction à filière pour obtenir des revêtements minces et uniformes.
La normalisation des protocoles de test est un élément crucial, garantissant la fiabilité des données recueillies aux différentes étapes du projet. Les nombreuses caractérisations de type électrochimique permettront d'évaluer les performances et la durabilité des systèmes au niveau de la monocellule.
En outre, des tests approfondis en monocellule seront effectués pour comprendre et améliorer le fonctionnement et la longévité du système dans différentes conditions opératoires. Dirigés par le DLR Institute for Engineering Thermodynamics, ils utiliseront une technologie de cellule avancée pour examiner méticuleusement les phénomènes de dégradation localisés. Les changements microstructuraux seront observés par microscopie électronique à balayage (MEB) et microscopie électronique en transmission (TEM), fournissant ainsi des informations complémentaires sur les processus de dégradation des matériaux en jeu, permettant d’affiner leur design.
En appui de ces travaux expérimentaux, ITODYS, en collaboration avec DEP-PERSEE, développera des modèles d'IA élaborés, combinant approches traditionnelles basées sur la physique et techniques modernes basées sur l’analyse de données. Ces modèles faciliteront l’interprétation des données et l’analyse prédictive, orientant le choix de matériaux pour optimiser la conception des systèmes. Plus précisément, les modèles d'IA seront chargés d'analyser les modèles issus des données expérimentales pour prédire les voies de dégradation et l'efficacité opérationnelle, permettant ainsi des ajustements proactifs des configurations système et des paramètres opérationnels afin de prolonger la durée de vie et l'efficacité des systèmes AEM.
Le consortium mis en place garantit des progrès significatifs. Chaque partenaire apporte son expertise et se concentre sur des défis spécifiques pour la technologie AEM. Des interactions régulières entre partenaires sont prévues pour garantir l'échange de résultats et des avancées à la fois significatives et durables.
Cette approche stratégique, du développement de matériaux aux tests approndis, intégrant modélisation avancée, permettra de répondre aux défis actuels en vue d’améliorer la technologie AEM. Les questions socio-économiques et de sécurité plus larges, associées aux technologies de l'hydrogène, telles que l'acceptation du public et l'intégration sûre dans les systèmes énergétiques existants, font partie intégrante du projet, mettant l'accent sur l'hydrogène en tant que source d'énergie propre et polyvalente.