Pile à combustible GENEPAC

1 - Contexte

• 1.1 - Pile à combustible : un convertisseur d’énergie d’avenir (pour les transports)
  Figure 1 - Schéma de principe de fonctionnement d’une pile à combustible PEMFC Figure 2 - Cellule élémentaire et empilement, source Figure 3 - Schéma d’un système à pile à combustible
• 1.2 - Caractéristiques de la pile GENEPAC
  Figure 4 - Pile GENEPAC de 80 kW Figure 5 - Vue éclatée de la pile GENEPAC de 80 kW avec ses quatre modules de 20 kW et son distributeur central Figure 6 - Déclinaison de la pile GENEPAC pour une puissance intermédiaire

2 - Dimensionnement et conception de la pile GENEPAC

• 2.1 - Démarche de conception
• 2.2 - Définition des principaux composants
  Figure 7 - Exemple de répartition des masses dans une pile utilisant des plaques bipolaires en graphite Figure 8 - Exemple de plaques bipolaires de différentes technologies Figure 9 - Compacité et légèreté de piles utilisant différents matériaux Figure 10 - Motif élémentaire de canal Figure 11 - Vue en coupe d’une plaque bipolaire en métal embouti (tôle anode en bas, tôle cathode en haut) Figure 12 - Exemple de résultat de calcul présentant une cartographie de température de la zone active d’une plaque bipolaire. Architecture à fort gradient thermique non retenue pour GENEPAC Figure 13 - Bancs expérimentaux développés au CEA pour la caractérisation thermique et hydraulique de plaques bipolaires Figure 14 - Détermination des vitesses d’écoulement des fluides dans les plaques bipolaires Figure 15 - Performance électrochimique de différents AME en fonction des humidités relatives
• 2.3 - Assemblage de la pile
  Figure 16 - Assemblage d’une pile GENEPAC de 20 kW

3 - Performances des piles GENEPAC

• 3.1 - Courbes de polarisation
  Figure 17 - Piles GENEPAC sur un banc électrochimique Figure 18 - Courbes de polarisation normalisées de trois piles GENEPAC de puissance 2, 20 et 80 kW Figure 19 - Répartition des tensions de chaque cellule composant une pile de 20 kW
• 3.2 - Homogénéité des tensions d’une pile

4 - Conclusion. Perspectives