Ces chercheurs inventent une pile à combustible PEM tubulaire

Une équipe de chercheurs de l'université de Californie du Nord (Uconn) a conçu une pile à hydrogène tubulaire à membrane électrolyte polymère (PEM). Parmi les avantages de cette technologie : encombrement moindre, réduction des pertes d’eau, amoindrissement des coûts de fabrication et une efficacité accrue.

Actuellement, les piles à combustible sont conçues de manière planaire. Elles sont constituées d’un empilement en sandwich de grandes plaques rectangulaires de champ d'écoulement en graphite ou en métal qui représentent 80 % de leur poids et 40 % de leur coût. En rupture avec le modèle établi, l’Uconn a développé une pile à hydrogène cylindrique qui utilise un unique champ d'écoulement en forme de tube, ce qui réduit son poids de moitié.
 
L’originalité de l’approche réside dans ce champ unique d’écoulement. En effet, d’autres projets de pile tubulaire existent, mais la plupart d’entre eux se contentent d’enrouler autour d’un cylindre le mille-feuille graphite-métal de leurs homologues planaires. Au final, elles se trouvent donc affectées de défauts similaires. Certes leur encombrement est plus réduit, mais les problèmes de compression et de distribution inégale du courant subsistent, ainsi que les difficultés techniques de fabrication résultant de cette architecture complexe (qui génèrent des surcoûts importants).

De nombreux atouts

Cette nouvelle pile à combustible, en attente de brevet, pourrait avoir une densité énergétique près de deux fois supérieure à celle des piles à combustibles actuelles, être 50 % plus légère, avoir une électrode interne et un électrolyte (s'il est liquide) remplaçables, une configuration étanche et nécessiter moins de métaux précieux.

Les perspectives offertes par cette nouvelle approche de la conception d’une pile à combustible sont particulièrement séduisantes. Selon la professeure Jasna Jankovic, qui dirige les travaux de recherche, la forme cylindrique permettrait à un plus grand nombre de piles à combustible d'occuper le même espace que celles utilisées actuellement (on peut imaginer la création d’une Pac de la taille d’une pile AA). Ces travaux tendent à laisser penser que la pile à combustible pourrait alors devenir un véritable substitut aux batteries lithium-ion.