Les véhicules à hydrogène se rapprochent grâce à des systèmes de piles à combustible de nouvelle génération

Alors que les voitures hybrides et entièrement électriques, alimentées par des batteries, deviennent monnaie courante, l’importance de l’hydrogène en tant que vecteur énergétique polyvalent, propre et sûr est de plus en plus reconnue. Bien que leur utilisation dans les transports prenne de l’ampleur, la part de marché actuelle des véhicules électriques à pile à combustible (FCEV) reste faible en raison des coûts élevés et des problèmes d’efficacité. Un groupe d’experts s’attaque à ce défi dans le cadre du projet INN-BALANCE, financé par l’UE. Ils ont récemment élaboré les spécifications des interfaces entre les composants cruciaux de la technologie FCEV, afin améliorer leur conception.

Comme le mentionne un communiqué de presse sur le site web du projet, «des étapes importantes ont été franchies en ce qui concerne la définition des interfaces entre les composants et la pile à combustible, ainsi que la conception du boîtier, de l’anode, de la cathode et des modules de refroidissement».

Ces composants sont appelés composants auxiliaires, ou «balance of plant» (BoP). Ils régulent le système de pile à combustible et gèrent l’approvisionnement en hydrogène et en air de la pile. «INN-BALANCE cherche à apporter différentes améliorations au niveau BoP en mettant l’accent sur une conception axée sur la fabrication. L’objectif est de réduire les coûts de production industrielle des systèmes de piles à combustible.»

Cité dans le même communiqué de presse, Jörg Weiss-Ungethüm, du Centre aérospatial allemand et en charge du développement du système de refroidissement, a indiqué que le module de refroidissement était utilisé pour la gestion thermique de la pile. Cela a un impact significatif sur la gestion de l’eau et s’avère essentiel en termes de performance. En outre, les composants BoP doivent être maintenus à «une température optimale et la chaleur doit être transmise, si nécessaire, à l’habitacle».

Maximiser la puissance produite tout en minimisant les pertes

Le projet INN BALANCE (INNovative Cost Improvements for BALANCE of Plant Components of Automotive PEMFC Systems), en cours, propose également une «solution intégrée injecteur/éjecteur». Cela va améliorer la production de puissance de la pile tout en minimisant les pertes d’hydrogène.

Le sigle PEMFC désigne une pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEM), également connue sous le nom de pile à combustible à membrane électrolyte polymère. Il s’agit d’un type de pile à combustible à base d’acide qui utilise le transport de protons de l’anode vers la cathode à travers une PEM solide. Ces piles à combustible fonctionnent à des températures inférieures à 100 °C. L’anode et la cathode sont les deux électrodes d’une batterie ou d’une pile à combustible, la première étant chargée positivement et la seconde étant chargée négativement pendant la production d’électricité. La plupart des piles à combustible conçues pour être utilisées dans les véhicules produisent moins de 1,16 volt d’électricité, ce qui est loin d’être suffisant pour alimenter un véhicule. Plusieurs piles doivent donc être assemblées au sein d’un empilement de piles à combustible.

Dans un FCEV, l’énergie électrique qui alimente le moteur électrique pour propulser le véhicule est fournie par une réaction chimique se produisant entre l’hydrogène et l’oxygène dans la pile à combustible. Les seuls sous-produits de la conversion de l’hydrogène gazeux en électricité sont l’eau et la chaleur. Si l’hydrogène est produit à partir de ressources renouvelables, cela signifie que les véhicules à pile à combustible sont susceptibles d’offrir un moyen de transport sans émissions.

INN-BALANCE a été mis en place pour développer une plateforme innovante et intégrée, destinée au développement de composants BoP sophistiqués dans les véhicules à pile à combustible actuels. Cela vise à améliorer leur efficacité et leur fiabilité, à réduire les coûts et à proposer une chaîne d’approvisionnement stable aux constructeurs automobiles et aux intégrateurs de systèmes en Europe.

Pour plus d’informations, veuillez consulter:
site web du projet INN-BALANCE