L’objectif de ce post-doctorat est de comprendre comment un défaut réaliste de fabrication du coeur de pile impacte la dégradation des performances d’un stack PEMFC. Parmi les défauts les plus communs, l’absence de dépôt de couche active (notamment à l’anode où les chargements sont faibles), la présence d’agglomérats, de fissures ou de surépaisseurs dans les couches actives ou au niveau du microporeux des GDL sont souvent rencontrés localement (de l’ordre du cm²). Ici, le projet s’appuiera sur les compétences du LITEN en termes de réalisation d’AME à structure contrôlée (dépôts homogènes, bon interface membrane|électrodes, cartographie du chargement local en catalyseur). Ces AME défectueux, mais aux propriétés contrôlées, seront testés électrochimiquement par le LEMTA et le LITEN.
Il s’agira notamment de coupler astucieusement les différentes méthodes de caractérisations physiques et électrochimiques ex-situ, operando et post-mortem. Parmi elles, la magnéto-tomographie, technique basée sur la mesure du champ magnétique généré par le courant traversant le stack, continuera d’être développée. Ces mesures permettront de quantifier l’effet 3D des défauts au cours du fonctionnement. Enfin, le post-doctorant utilisera les outils existants de modélisation pour améliorer la prédiction de la durée de vie des PEMFC en lien avec les propriétés locales des AMEs en début de vie.
L’ensemble de ces travaux expérimentaux et de simulation permettront de faire le lien entre les hétérogénéités locales de fonctionnement et les mécanismes de dégradations associés aux défauts en fonction de leur nature, ou de leur positionnement. Par conséquent, ADELE permettra de fournir des préconisations de type et de taille de défauts acceptables pour un AME en lien avec les spécifications de fonctionnement et de durée de vie du système PEMFC. Ces travaux donneront lieu à au moins deux publications et trois présentations dans des conférences internationales