DS02 - Energie, propre, sûre et efficace

Dévoiler les mécanismes de propagation des défauts locaux dans les PEMFC, par mesure et exploitation de la distribution de densité de courant locale – LOCALI

Résumé de soumission

La fiabilité et la durabilité semblent être les facteurs les plus importants pour le déploiement des PEMFC. En partant du constat que les influences des défauts aux échelles des matériaux, de l’AME et la pile sont maintenant connues, LOCALI doit fournir des informations sur la propagation de ces défauts d’un matériau à un autre dans une AME ou d’une cellule à l’autre dans la pile. Pour ce faire, le projet vise d'abord à développer une technique innovante associant SEI et la mesure des champs magnétiques pour détecter les défauts des PEMFC à l'échelle de la pile, et permettant une meilleure compréhension des mécanismes régissant leur propagation. Par conséquent, l'étude se concentre sur trois axes principaux, qui seront développés pour PEMFC (mais peut facilement être mis en œuvre pour E-PEM).
Premièrement, LOCALI développera une instrumentation dédiée à la mesure locale de la densité de courant et de spectroscopie d'impédance électrochimique locale: les cellules segmentées bien instrumentées et la mesure des champs magnétiques sont les compétences essentielles pour atteindre ces objectifs. Le deuxième défi de LOCALI est, en utilisant des MEA défectueux adaptés ou grâce à des conditions opératoires spécifiques (inondation, épuisement des réactifs, ...) de caractériser comment les performances locales et globales des MEA sont impactées et d'identifier les signatures des différentes anomalies. Notre objectif est d’une part, d'identifier la source des hétérogénéités et d’autre part de localiser les zones dégradées à l'intérieur d'un stack. Finalement, Locali permettra de suivre, pendant le vieillissement, comment les défauts initiaux et contrôlés se propagent lors du fonctionnement. Une attention particulière sera portée sur deux points: (i) comment un défaut dans l'un des matériaux du MEA (par exemple un trou dans le PEM) influence la dégradation locale de ses matériaux voisins (par exemple la couche de catalyseur); (ii) comment le défaut se propage-t-il spatialement et, dans l'affirmative, ne se produit-il qu'à l'échelle MEA (par exemple de l'entrée aux régions de sortie) ou à l'échelle de pile (c'est-à-dire de la cellule à ses voisins).

Coordinateur du projet

Monsieur YANN BULTEL (Institut polytechnique de Grenoble)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

LEMTA Laboratoire d'Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée
CEA Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives
G2ELab Laboratoire de Génie Electrique de Grenoble
Grenoble INP / LEPMI Institut polytechnique de Grenoble

Aide de l'ANR 549 170 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2017 - 42 Mois

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