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Modélisation de la dégradation de la couche catalytique des piles à combustible

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

Résumé du sujet

La durée de vie des piles à combustible est un des facteurs limitant à leur déploiement à grande échelle. Une bonne compréhension et appréhension des mécanismes liés à la dégradation des matériaux est une étape nécessaire pour le développement de ces solutions, en particulier la dégradation du catalyseur.
Nous proposons le développement d’un modèle complet couplant l’ensemble des phénomènes nécessaires à la simulation de la dégradation du catalyseur lors de cyclage en potentiel représentatifs de l'utilisation de la pile. Des études sur l’effet de la fréquence et de l’amplitude des cycles permettront la définition d’une expérience de validation.
Un premier modèle de dégradation existant est à valider, puis sera couplé à un modèle d’oxydation. Nous étudierons aussi la pertinence/nécessité de prendre en compte d’autres chemins réactionnels. Le modèle complet sera implémenté dans un modèle 2D capable de simuler des cellules représentatives d’une pile à combustible opérationnelle.
Le sujet est donc principalement en simulation numérique avec une composante expérimentale. La thèse sera dirigée et accompagnée par trois experts respectivement en électrochimie, simulation numérique et expériences sur les piles à combustible, et menée au sein d'un laboratoire dédié à la simulation des piles à combustible et batteries.

Laboratoire

Département de l’Electricité et de l’Hydrogène pour les Transports (LITEN)
Service Architecture électrique, Modélisation et Analyse
Laboratoire Modélisation multi-échelle et suivi Performance
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