Qui sommes-nous ?
Espace utilisateur
Formation continue
Credit : L. Godart/CEA
D’un jour à plusieurs semaines, nos formations permettent une montée en compétence dans votre emploi ou accompagnent vers le retour à l’emploi. 
Conseil et accompagnement
Crédit : vgajic
Fort de plus de 60 ans d’expériences, l’INSTN accompagne les entreprises et organismes à différents stades de leurs projets de développement du capital humain.
Thèses
Accueil   /   Thèses   /   Mise en forme de nanotubes de carbone alignés comme nouveaux microporeux pour couche de diffusion de gaz des piles à combustible

Mise en forme de nanotubes de carbone alignés comme nouveaux microporeux pour couche de diffusion de gaz des piles à combustible

Matière ultra-divisée, physico-chimie des matériaux Physique de l’état condensé, chimie et nanosciences

Résumé du sujet

Ce travail de thèse s’intéresse au développement d’une nouvelle structure de microporeux pour couche de diffusion de gaz de PEMFC. Le développement de nouveaux matériaux pour piles de type PEM est une nécessité pour améliorer la densité de puissance fournie, réduire le coût des matériaux et le prix du système. Les PEMFC souffrent de problématiques reliées à la distribution d’eau liquide à l’intérieur de la pile, et notamment dans ses couches poreuses. Le microporeux est une des couches poreuses dont le rôle est d’optimiser cette répartition d’eau. Développer une nouvelle structure de microporeux peut permettre d’apporter des informations supplémentaires sur les paramètres influant la gestion de l’eau dans la cellule, et également donner une voie d’amélioration des performances de la pile. . Dans le cadre du projet PEPR (Programme et Equipements Prioritaires de Recherche) H2 PEMFC95, les Départements CEA de l’IRAMIS (Saclay) et de l’Hydrogène pour le Transport (LITEN-DEHT Grenoble) vont collaborer sur l’élaboration de matériaux de GDL optimisés et innovants à base de nanotubes de carbone, plus adaptées aux conditions de fonctionnement définies. Les tapis de NTC alignés ont en effet démontré leur efficacité en tant que couche microporeuse [1]. Les performances sont au moins similaires à la meilleure couche de diffusion de gaz de l'état de la technique en fonction des conditions, et une amélioration jusqu'à 30% de la densité de puissance a pu être obtenue, sans aucun traitement hydrophobe. Pour ce sujet de thèse, nous proposons de poursuivre les développements de ces couches de diffusion intégrant des NTC pour leur intérêt en terme de stabilité vis-à-vis de l’oxydation et leur hydrophobicité en réalisant des couches microporeuses présentant une porosité variable. L’objectif de les substituer à la GDL tout en améliorant la compréhension sur son rôle et d’une manière générale sur les phénomènes de transport dans un cœur de PEMFC. Pour ce faire, le travail comporte deux volets. Un volet matériaux avec des aspects de fabrication et de caractérisation des propriétés fonctionnelles et un volet électrochimie avec des mesures en pile à combustible

Laboratoire

Institut rayonnement et matière de Saclay
Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l’Energie
Laboratoire Edifices Nanométriques
Top pencilenvelopegraduation-hatlicensebookuserusersmap-markercalendar-fullbubblecrossmenuarrow-down