Développement de couches de diffusion de piles PEMFC pour un fonctionnement à faible humidité relative

Development of PEMFCs Gas Diffusion Layers operating at low relative humidity

• Auteur / Autrice : Jenny Jonquille
• Direction : Georges Berthoud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique, génie mécanique
• Date : Soutenance le 21/04/2011
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
• Jury : Président / Présidente : Yann Bultel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-marc Senecot, Joël Pauchet, Arnaud Morin, Beatrice Sala, Thibaud Delahaye
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christophe Coutanceau, Marc Prat, Bengt Jonsson

Mots clés

Mots clés libres

Couches de diffusion

Pile PEMFC

Structure

Performance

Diffusion

Faible humidité relative

Gas diffusion layer

PEMFC

Structure

Performance

Diffusion

Low relative humidity

Résumé

Afin de favoriser la commercialisation à grande échelle des piles à combustible PEMFC, de nombreuses études sont menées dans le but de réduire les coûts et d'augmenter la durée de vie tout en améliorant les performances et de comprendre les phénomènes physiques mis en jeu. Cette étude se concentre sur le développement de couches de diffusion pour un fonctionnement à faible humidité relative, en particulier sur l'influence de la structure du support de diffusion sur les performances. Grâce à un procédé de fabrication différent de ceux utilisés pour les produits actuellement commercialisés, la structure des supports est plus aisément modifiée. Ainsi, selon les paramètres de fabrication choisis, les propriétés physico-chimiques associées donnent accès à des niveaux de performances différents. Le modèle d'analyse mis en place permet d'expliquer ces différences observées. Par conséquent, il permet de relier les paramètres de fabrication aux propriétés physiques et aux performances en pile.

To help PEMFC development and large scale commercialization, several studies deal with reducing costs and increasing durability while trying to improve performances and to understand physical phenomena involved. This study focuses on developing gas diffusion media which operates at low relative humidity, more particularly it deals with the influence of the structure of gas diffusion media on performances. Thanks to a process different from those used for currently commercialized gas diffusion layers, the structure of the media is more easily modified. According to the manufacturing parameters chosen, different physical and chemical properties will be obtained and thus different performances. A model is used to help analyze these differences and consequently allow the link between manufacturing parameters and physical properties and performances.