Des véhicules à piles à combustibles à faible coût seront bientôt une réalité

Dans un effort de mettre au point des formes énergétiques de remplacement, les PEMFC à base d'hydrogène ont obtenu un intérêt vaste pour des applications de transport. Un composant clé des PEMFC contribuant considérablement à leur coût et poids ainsi qu'à la charge de volume est la plaque bipolaire (BPP, de l'anglais bipolar plate). Malgré l'attrait des plaques à base de métal, un revêtement protecteur est nécessaire pour éviter toute corrosion et maintenir la résistance de contact interfaciale à un niveau bas.

Les BPP permettent de séparer le combustible des gaz oxydants, de distribuer les gaz réactifs aux cellules et de livrer un flux d'électron à travers le réseau PEMFC. Dans le projet STAMPEM («Stable and low cost manufactured bipolar plates for PEM fuel cells»), financé par l'UE, les scientifiques améliorent les matériaux de revêtement existants ou en développent de nouveaux pour les BPP composées de métaux à faible coût.

Les scientifiques travaillent sur différents matériaux et concepts pour trouver un BPP à faible coût et à haute performance qui satisfait les critères techniques et économiques. Les nitrures de métal, les polymères conducteurs et les composants de carbone sont en cours de développement et de mise à l'essai.

STAMPEM recherche et développe de nouvelles techniques pour parvenir à une bonne adhésion et une faible résistance de contact entre le substrat métallique BPP et le revêtement. Les membres du projet ont d'abord mis à l'essai des revêtements ex situ dans un environnement électrochimique à trois électrodes. Le matériel étant prometteur, ils se penchent davantage sur son adaptabilité dans une pile à combustible réelle à l'aide de techniques in situ. Des plaques métalliques structurées sont revêtues et soumises à une pile de test à petite échelle où les tests de stress accélérés décomposent les matériaux des plaques.

Jusqu'à présent, les tests de stress accélérés des BPP dans les piles à combustibles ont révélé des revêtements avec des propriétés comparables pour un acier inoxydable à revêtement doré qui sert de point de référence. Des travaux sur la fabrication et le traitement des BPP sont en progression, le pré-traitement de substrat, les techniques de revêtement et le processus d'imprimerie représentant les aspects les plus importants.

STAMPEM permet la mise en œuvre du plan stratégique européen pour les technologies énergétiques (SET-Plan), qui permet de développer des technologies adéquates pour commercialiser des véhicules à hydrogène et à pile à combustible. Outre des applications au sein de l'industrie automobile, les résultats du projet pourraient également avoir des implications positives pour la production d'électricité stationnaire.