Couches minces préparées par Atomic Layer Deposition et intégration en cellule PEM (Proton Exchange Membrane) pour la génération d'H2
Auteur / Autrice : | Haitham Maslouh |
Direction : | Loïc Assaud |
Type : | Projet de thèse |
Discipline(s) : | Chimie |
Date : | Inscription en doctorat le 01/02/2023 |
Etablissement(s) : | université Paris-Saclay |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay |
référent : Faculté des sciences d'Orsay |
Mots clés
Résumé
L'électrolyse à membrane échangeuse de protons (PEM) est une technologie qui permet la production d'hydrogène décarboné à partir de molécules l'eau, à basse température (< 100°C). Outre de meilleurs rendements par rapport à l'électrolyse alcaline (AE), cette technologie est l'une des seules permettant d'envisager un couplage direct aux sources d'énergie renouvelable (solaire, éolien) qui présentent des variations fréquentes et de forte amplitude de la puissance délivrée. Les limitations actuelles des PEM concernent les couches poreuses de transport (PTL) et les plaques bipolaires (BPP) qui sont le plus souvent en titane en raison de sa résistance à la corrosion dans les conditions de fonctionnement de l'électrolyseur. Cependant, l'environnement très oxydant de l'anode génère une couche d'oxyde épaisse qui se développe à la surface du titane, entrainant une augmentation significative de la résistance de contact entre les éléments et affecte l'efficacité globale du processus d'électrolyse, tout en représentant plus de 50% du coût de la pile. Grâce à une approche multidisciplinaire et innovante, le présent projet propose donc de lever l'un des principaux verrous technologiques de l'électrolyse de l'eau PEM, c'est-à-dire le remplacement du titane coûteux par des aciers inoxydables (316L) plus rentables économiquement et plus facilement usinables pour les BPP et PTL qui seront revêtus de couches protectrices produites par des techniques à l'échelle industrielle.