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Caractérisation de la saturation en fluide au sein d’une cellule d’électrolyse à membrane échangeuse d'anions

Défis technologiques Divers Solutions avancées pour l’hydrogène et les piles à combustible pour la transition énergétique

Résumé du sujet

L’électrolyse à membrane échangeuse d’anions (AEMWE) est une technologie prometteuse pour la production d’hydrogène vert qui est un pilier pour la transition énergétique. Les dispositifs d’AEMWE peuvent fonctionner même si seule l'anode est alimentée en électrolyte. La réaction cathodique est maintenue du fait de la diffusion de l'électrolyte à travers la membrane depuis l’anode. Cette approche, appelée « cathode sèche », permet de réduire la contamination de l'hydrogène produit, et faciliter sa récupération et son stockage à haute pression. Cependant, ce mode de fonctionnement pose des défis majeurs en termes de gestion de l’eau et des gaz et de stabilité des performances, notamment à haute densité de courant (> 1 A cm?²). Dans ce projet, des assemblages membrane électrodes d’AEMWE seront fabriqués et caractérisés. Leurs propriétés électrochimiques seront quantifiées par des tests en cellule de 2 cm². Des analyses structurales (SAXS, DVS) et physico-chimiques (porosité, sorption d’eau) seront menées sur des membranes et des électrodes d’AEMWE. Afin dans de quantifier la distribution de l’eau dans un électrolyseur AEM en fonctionnement en mode « cathode sèche », des expériences d’imagerie neutronique operando corrélées à des mesures électrochimiques seront réalisées. Pour ce faire, une mono-cellule dédiée devra être conçue.

Laboratoire

Département de l’Electricité et de l’Hydrogène pour les Transports (LITEN)
Service des Technologies Piles et Electrolyseurs basses températures
Laboratoire Membranes Electrodes Assemblages
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