CO-CONPAC

CO-CONception d’un cœur de Pile A Combustible PEM associé à son convertisseur statique
Responsable scientifique : Christophe TURPIN (LAPLACE)
Laboratoire Plasma et Conversion d’Energie


Partenaire(s) : Daniel HISSEL (FEMTO-ST)
Franche-Comté Electronique, Mécanique, Thermique, Optique
Sciences et Technologie / Institut FCLAB
 
Jacques ROZIERE ()
Institut Charles Gerhardt, ICGM - AIME – Agrégats, Interfaces et Matériaux pour l’Energie
Université Montpellier2
 
Fabien HAREL (INRETS )
Institut FCLAB
Dans le cadre du précédent appel à projets CNRS PIE 2008, un projet exploratoire (intitulé CONPAC) visant à évaluer l’impact des ondulations de courant haute fréquence (liées à la présence du convertisseur statique de sortie d’une pile à combustible) sur la durée de vie de cette dernière avait été retenu (projet exploratoire mené entre les laboratoires FEMTO-ST/FCLAB de Belfort et LAPLACE de Toulouse). Au niveau du cœur de PAC, ces ondulations de courant haute fréquence sont a priori filtrées par les phénomènes de double couche qui protègent ainsi les sites catalytiques, mais les membranes n’en sont pas protégées.

Des études menées à ce jour, il ressort qu’il y aurait une réduction significative de la durée de vie de la pile à combustible (de l’ordre de 5% à 10% pour une pile de type PEMFC) vis-à-vis d’un vieillissement obtenu dans les mêmes conditions opératoires, mais sans ondulation de courant à haute fréquence. Cela reste bien sûr à confirmer. Il convient d’ajouter à ce constat expérimental que, systématiquement, est inséré entre la PAC et le convertisseur statique un système de filtrage (pouvant être très volumineux et coûteux) pour protéger la PAC contre les ondulations de courant hautes fréquences.

Ces deux constats nous laissent imaginer qu'une co-conception d'une association "coeur de PAC" / convertisseur statique" dès l'origine permettrait :

  1. d’augmenter la durée de vie de la PAC en présence d'une ondulation haute fréquence du courant
  2. d’utiliser la capacité de double couche équivalente de la PAC pour assurer le rôle de système de filtrage. Cette co-conception pourrait optimiser le volume et le coût du système complet, tout en garantissant une grande durée de vie.

Le présent projet de recherche vise ainsi à travailler de concert sur ces deux axes : développer un cœur de PAC (PEMFC) plus tolérant aux ondulations de courant générés par le convertisseur statique de sortie et augmenter volontairement et de manière maitrisée la capacité de double couche équivalente de la PAC pour obtenir un système PAC plus performant et plus compact.