Développement de l'électrolyse de l'eau sans fluor – FFWD FastForward

L'objectif global du projet « FFWD - fluorine-free water electrolysis development » est de rendre l'électrolyse de l'eau PEM plus efficace et plus respectueuse de l'environnement. Nous proposons de développer des polymères hydrocarbonés sans PFAS, mieux adaptés aux températures élevées et intrinsèquement plus étanches aux gaz. Ces avantages permettront de réduire l'épaisseur de la membrane et de fonctionner à des températures plus élevées, ce qui se traduira par une plus grande efficacité. De plus, l’utilisation de ressources critiques sera limitée et le recyclage facilité. Les objectifs techniques sont de développer un polymère et une membrane PEM sans PFAS avec une résistance inférieure à celle des membranes à l’état de l’art et de produire des assemblages membrane-électrode adaptés à la haute pression (100 bar) et à la haute température (> 100°C). Avec l'aide d'un industriel dont la capacité de production de polymère est importante, il est prévu de conduire nos recherches jusqu’à l’échelle du petit stack de 250 cm².
Les PFAS (substances per- et polyfluoroalkyles) contaminent les sols en France et en Allemagne. Elles sont soupçonnées de provoquer des maladies graves et donc font l'objet de plusieurs campagnes politiques en vue de leur interdiction. La mise au point d'alternatives sans PFAS contribue donc à la protection de la santé et de l'environnement et pourrait en outre contribuer à la transformation structurelle des capacités industrielles existantes en matière de PFAS.
Cette collaboration s'appuie sur les forces de la France et de l'Allemagne en matière de recherche et d'industrie des polymères et pourrait permettre d'établir une chaîne de valeur franco-allemande avec des membranes fournies par Syensqo (FR), mises en forme par ionysis GmbH (GER) puis utilisées dans les électrolyseurs d'Elogen (FR). Dans le cadre du projet FFWD, tous les partenaires mèneront des recherches à faible TRL : La TU Chemnitz développera de nouveaux polymères hydrocarbonés, l'institut de recherche Hahn-Schickard produira la membrane et ionysis GmbH les assemblages membrane-electrode (CCM). Syensqo fournira en outre des polymères et des membranes, tandis que l'Université de Lorraine se concentrera sur la caractérisation à l’échelle de la cellule élémentaire et sur les essais à haute pression. Elogen, en tant que fabricant d'électrolyseurs, contribuera au développement des CCM et aux essais à haute température et en petit stack.
D'une manière générale, le projet est extrêmement bien équilibré, avec une répartition égale des coûts du projet (53:47), du nombre de partenaires en termes de pays (50:50) et entre le monde universitaire et l'industrie (50:50). Les partenaires du projet sont soigneusement sélectionnés en fonction de leur expertise. Les rôles sont clairement définis et toutes les compétences nécessaires sont couvertes pour mener à bien le projet. Les objectifs et les work package du projet sont ambitieux et favorisent une collaboration étroite. Pour garantir une forte probabilité de réussite, des options de repli ont été mises en place pour les principaux résultats attendus, sous la forme d'une évaluation des risques.
Pour maximiser les avantages de la collaboration, tous les partenaires ont accepté d'accueillir des étudiants en échange en tant que stagiaires pendant la durée du projet. Au total, quatre échanges d'étudiants sont déjà prévus, deux par pays. La dissémination des résultats sera stimulée par la mise en place d’un site web et d’un Workshop organisé à Strasbourg sur les matériaux exempts de PFAS pour l'électrolyse PEM.