SAPAC – Système Autonome à Pile à Combustible et photovoltaïque

2013-2014

Le CRT CRESITT collabore avec le laboratoire GREMI de l’Université d’Orléans sur l’intégration d’une pile à combustible dans des systèmes autonomes hybrides (photovoltaïque) de petite et moyenne puissance. Les travaux continueront en 2015 et 2016 avec l’ajout d’un électrolyseur dans la chaîne complète.

DÉFINITION DE LA PILE À COMBUSTIBLE (PAC)

La pile à combustible est un système de production d’énergie, sans combustion. Elle est alimentée en hydrogène et exploite l’oxygène de l’air. La pile produit du courant électrique, par réaction électrochimique entre ces deux éléments. Elle rejette uniquement de la vapeur d’eau et de la chaleur. Ce système est une source d’énergie propre.

ÉLÉMENTS D’UNE PILE À COMBUSTIBLE

Les principaux éléments sont : (a) l’électrolyte, en général fine membrane polymère solide (nafion©), qui doit conduire les protons, mais pas les électrons, et être imperméable aux gaz ; (b) les électrodes (anode et cathode), constituées d’un métal catalyseur (Pt) déposé sur une couche poreuse de carbone conducteur ; (c) les plaques de diffusion ; (d) les plaques bipolaires, parcourues de micro-canaux qui permettent d’assurer la distribution des gaz et l’évacuation de l’eau.

RÉSULTATS ET RETOMBÉES

• • Plate-forme d’évaluation et caractérisation de technologies photovoltaïques, pile à combustible et systèmes hybrides.
  • Expertise et évaluation de solutions radiofréquences pour la transmission de données et les dispositifs d’alerte.
  • Essais in situ et longue durée.
  • Validation du marché PAC et des applications pour les petites et moyennes puissances.
  • Expertise technique, formation et transfert de technologie.

FORMULES

• • H2 -> 2H+ + 2e-
  • 2H+ + ½ O2 +2e- -> H2O

FONCTIONNEMENT D’UNE PILE À COMBUSTIBLE

1) L’anode est chargée en hydrogène (H2) provenant d’un réservoir et la cathode est chargée d’oxygène (O2), provenant généralement de l’air.
2) Dans l’anode, les molécules d’hydrogène se dissocient au contact d’un catalyseur (généralement du platine). Pendant que les ions H+ migrent dans l’électrolyte, les électrons circulent dans un circuit externe afin de produire un courant électrique continu.
3) Dans la cathode, on retrouve les électrons, les ions H+ et l’oxygène qui se combinent pour former de l’eau.
4) La réaction produit également de la chaleur qui peut être récupérée. Tant que la pile à combustible est approvisionnée en réactifs, le courant électrique continue de circuler.

LES DIFFÉRENTS MARCHÉS

• • Transports (terrestres, maritimes)
  • Alimentation de secours (groupe électrogène, auxiliaire de puissance)
  • Applications militaires
  • Habitat collectif ou individuel (stationnaire)
  • Applications portables, systèmes autonomes

• PARTENAIRES FINANCIERS: Conseil Général du Loiret et l’AGGLO Orléans Val de Loire