Bientôt des piles à combustible... imprimées

Publié par Adrien le 28/03/2020 à 09:00
Source: CEA

NEWIC
Une première preuve de concept de stack pile à combustible PEMFC de 1 kWatt avec des composants imprimés a été réalisée. Outre la diminution des coûts grâce à une production en continu, cette technologie promet une augmentation de la densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau pure à 4 °C...) de puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :).

La pile à combustible (Une pile à combustible est une pile où la fabrication de l'électricité se fait grâce à l'oxydation sur une électrode d'un combustible réducteur (par exemple l'hydrogène) couplée à la réduction sur l'autre...) du futur sera constituée de composants... imprimés ! Dans les PEMFC (pile à combustible (Un combustible est une matière qui, en présence d'oxygène et d'énergie, peut se combiner à l'oxygène (qui sert de comburant) dans une réaction chimique générant de la...) à membrane échangeuse de protons), les cellules convertissent l'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) et l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec...) en électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par une énergie. L'électricité désigne également la branche de la physique...) et en chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !). Les gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la...) sont acheminés jusqu'aux zones réactionnelles dans les canaux des plaques bipolaires. Les plaques bipolaires métalliques traditionnelles produites par emboutissage arrivant à leurs limites en terme de finesse de motifs, les chercheurs du CEA-Liten se sont tournés vers des techniques d'impression, plus souples.

S'appuyant sur un savoir-faire développé au laboratoire, ils ont pour la première fois réalisé un stack d'une puissance de 1 kWatt par assemblage d'une vingtaine de cellules comprenant des motifs imprimés, obtenus par sérigraphie d'encre à base de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.). Les performances obtenues en termes de densités de puissance sont similaires à ce que l'on observe avec des plaques bipolaires métalliques. Mais l'utilisation de ces technologies d'impression, brevetées par le laboratoire, ouvre des perspectives d'amélioration très importantes: en réduisant la taille des motifs, il sera notamment possible d'améliorer encore la densité de puissance, pour atteindre, dans l'idéal (En mathématiques, un idéal est une structure algébrique définie dans un anneau. Les idéaux généralisent de façon féconde l'étude de la divisibilité pour les entiers. Il est ainsi possible...), 6 kW/L
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