Centre Procédés, Energies Renouvelables
et Systèmes Energétiques
et Systèmes Energétiques
Mermbrane composite Nafion-Sépiolite sulfonée (10 %m) Du fait de leur large domaine applicatif (transport, mobile ou stationnaire), les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) comptent parmis les piles les plus étudiées. Néanmoins, malgré de nombreuses avancées, elles souffrent encore de limitations. L’une d’elles concerne la membrane électrolytique qui limite leur température d’utilisation. Augmenter cette température permettrait entre autre de mieux valoriser la chaleur produite, de réduire la taille des systèmes de refroidissement ou encore de limiter les problèmes d’empoisonnement du catalyseur. Cela nécessite de développer des membranes alternatives au Nafion largement employée aujourd’hui.
L’objectif de ces travaux, menés dans le cadre d’une action du groupe Nanomines, était donc de préparer et évaluer des membranes composites, Nafion-sépiolite, capables de fonctionner a haute température et faible humidité relative pour éviter de devoir augmenter la pression de fonctionnement des systèmes, alors que la conduction protonique nécessite que la membrane soit humidifiée.
La sépiolite est une argile fibreuse fortement hydrophile. Ajoutée au Nafion elle permet de retenir l’eau au sein de la membrane. Sa fonctionnalisation (sulfonation) est rendue inévitable par la nécessité de conserver une bonne conduction protonique assurée dans le Nafion par les groupements sulfoniques. Cette étape a fait l’objet d’une étude ciblée, en collaboration avec le Centre des Matériaux de Grande Diffusion de l'Ecole des Mines l'Alès.
Les membranes ont été préparées par évaporation de solvant à partir d’une dispersion de Nafion dans l’alcool additionnée de sépiolite fonctionnalisée. Elles ont été insérées dans des assemblages membrane-électrodes (AMEs) et testées sur banc de test monocellule dans les conditions de fonctionnement des piles à combustible. Outre une résistance mécanique améliorée, gage d'une durée de vie allongée, les performances enregistrées en monocellule sont significativement supérieures à celles du Nafion, à 100 °C, entre 25 et 75% d’humidité relative. Le gain de puissance à 0.6 V est de 50% à 50% d’humidité relative.
Ces travaux sont actuellement poursuivis dans le cadre du projet MOISE, retenu pour financement par l'ANR (AAP-Generique 2015).
Formation
Le MS ENR parmi les meilleures formations…
Les élèves du master EnR Le Mastère…
> En savoir +
Formation
Femmes de science
Chercheuses confirmées, doctorantes, élèves ou alumni,…
> En savoir +
Formation
Quelle école d’ingénieurs a le…
Mines Paris - PSL au Top 5 du classement LinkedIn 2023…
> En savoir +
Formation
Simon Camal remporte le prix international de thèse « EDP…
Félicitations à Simon Camal, docteur Mines Paris…
> En savoir +
Formation
En l'honneur de Cécile DeWitt-Morette
Claude Ribbe (Mairie du 6e arrondissement), Armand Hatchuel…
> En savoir +
Formation
Classement "Employabilité" THE 2022
Dans l'édition 2022 du Global Employability…
> En savoir +
