Situation actuelle de la recherche
Piles à combustible alimentées par un combustible liquide

3.1 Préambule

Le « cœur » de la pile à combustible liquide à oxydation directe est l’entité formée par l’assemblage de la membrane et des électrodes MEA. Cet assemblage est constitué de cinq éléments :

• la couche de diffusion du combustible liquide à l’anode ;

• la couche catalytique anodique ;

• la membrane séparatrice ;

• la couche catalytique cathodique ;

• la couche de diffusion du gaz O₂ ou air à la cathode.

MEA : membrane electrode assembly

Pour des informations techniques sur les composantes des piles à combustible :

Piles à combustible [D 3 340].

La couche de diffusion est la structure de base de l’électrode. Elle sert au transport et à la diffusion des réactifs et des produits mais aussi à la collecte et à la conduction du courant. La couche catalytique est le siège des réactions électrochimiques produisant l’électricité et permet la diffusion des réactifs, produits, électrons et protons engagés dans les réactions. L’électrolyte, qui est une membrane polymère, sépare les compartiments anode et cathode et assure le transport des protons. Les membranes Nafion® (DuPont) sont les plus fréquemment utilisées.

La pile à combustible liquide à oxydation directe n’est jamais alimentée par le combustible liquide pur. Le combustible est généralement une solution aqueuse du composé pur. La concentration est le plus souvent de quelques unités (1 à 6 mol/l). La dilution du combustible défavorise le phénomène dit de « crossover » (cf. encadré). La solution est souvent acidifiée car cela favorise la conduction des protons impliqués dans les réactions d’oxydoréduction (tableau 2). La présence de l’eau...