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Avec les nouvelles piles à combustible développées par un projet financé par l'UE, les véhicules aériens sans pilote pourront rester jusqu'à cinq heures dans les airs.
Le projet SUAV (Microtubular solid oxide fuel cell power system development and integration into a mini-UAV) a été lancé en soutien de l'initiative européenne Clean Sky. Il visait à développer des composants de pile à combustible peu onéreux, afin de pouvoir utiliser les piles à combustible à oxyde solide (SOFC) pour des applications portables ou non.
SUAV s'est axé sur la conception de SOFC à géométrie tubulaire, ainsi que sur leur intégration dans un système d'alimentation hybride comprenant une pile de SOFC microtubulaires et une batterie. Les conceptions tubulaires sont avantageuses parce qu'il est beaucoup plus facile d'assurer la séparation de l'air du carburant.
Durant la conception de la pile à combustible et du système de traitement du carburant, les exigences en poids et en volume imposées par le système d'avion sans pilote ont représenté un défi majeur. Les partenaires du projet se sont donc efforcés de concevoir un générateur d'électricité léger, compact et souple.
Le système hybride développé comprenait une SOFC microtubulaire, une batterie, un dispositif de traitement pour générer le gaz de reformage et d'autres équipements. Pour le carburant, SUAV a choisi d'utiliser le propane car il fournit plus d'énergie que l'hydrogène et parce qu'il est disponible partout en Europe. On utilise des piles à combustible telles que les SOFC parce qu'elles peuvent convertir les gaz de reformation en électricité, à la différence d'autres types de piles à combustible qui nécessitent de l'hydrogène pur. Il est ainsi possible de réduire la complexité et la taille du système de reformage du carburant.
Le développement des composants individuels du générateur d'électricité s'est accompagné de la modélisation de la pile de SOFC et des composants associés. Sur cette base, les chercheurs ont développé des modèles informatiques 2D et 3D de dynamique des fluides, afin de prévoir les distributions de température aux niveaux de chaque cellule microtubulaire et de la pile complète, pour laquelle les contraintes thermiques ont également été calculées.
Compte tenu des exigences strictes en termes de volume et de poids, les membres du projet ont utilisé l'oxydation partielle catalytique comme technique de reformage. Bien que cette technique soit moins efficace que le reformage à la vapeur, elle produit plus de puissance par unité de volume et de poids et n'exige pas d'eau.
SUAV a mis au point un générateur à piles à combustible de 280 W permettant des missions de vol prolongées. Au-delà des applications aérospatiales, la technologie développée peut également être utilisée pour des alimentations portables, l'alimentation embarquée des véhicules et des démonstrateurs à visée pédagogique. Entre autres avantages, elle pourrait permettre des temps de vol plus longs pour la détection des feux de forêt.
Pour plus d'information voir: Projet SUAV
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