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Thierry ALLEAU
La PEMFC a besoin d’eau pour fonctionner (humidification nécessaire de la membrane électrolyte pour assurer une bonne conduction ionique) et, de plus, produit
de l’eau. Cette eau, à gérer, est une source de soucis pour un bon comportement
d’une PEMFC, en situation d’arrêt, par grands froids.
REMARQUE - On juge ainsi tout l’intérêt qu’il y aurait à aboutir sur les recherches en cours
pour la mise au point d’une membrane électrolyte capable de fonctionner correctement
dans la gamme 130-150°C ! C’est presque un point incontournable du développement des
applications de la pile de type PEM dans le véhicule léger.
Le coût
Du fait de ses marchés potentiels (le transport automobile et le stationnaire en
co-génération) et de son fort développement probable, la pile PEMFC sera très vraisemblablement celle qui atteindra le plus rapidement les prix les plus bas (on estime
généralement que le prix de la pile devrait atteindre une valeur de 40 €/kW vers
2015). Ce prix ne peut être atteint par la simple fabrication en grande série de la
technologie actuelle mais doit encore profiter d’innovations techniques. Aujourd’hui,
les générateurs PEMFC sont vendus autour de 4000 €/kW, mais ce sont plutôt des
prototypes avancés que des produits industriels.
NOTE - La filière PEMFC inclut la technologie dite DMFC, qui se distingue de la précédente
par deux différences majeures :
l’anode de la pile est alimentée, non pas en hydrogène, mais en méthanol. Ce méthanol
est directement oxydé en présence d’un catalyseur platiné pour produire les protons H
+ .
La présence de méthanol à l’anode impose, par contre, une température plus élevée (110130°C), et donc une membrane électrolyte plus délicate à réaliser que le traditionnel Nafion
dont les performances mécaniques sont moins bonnes à cette température, et qui laisse
diffuser une quantité non-négligeable de méthanol que l’on retrouve à la cathode où il provoque une baisse des performances ;
cette oxydation provoque une surtension plus forte qu’en cas d’oxydation directe d’hydrogène, ce qui abaisse encore les performances électrochimiques ; néanmoins, cet inconvénient est contrebalancé par une simplification (gains en volume, masse et coût) du système
comparable PEMFC, grâce à la suppression du reformeur de méthanol. Cette filière est
intéressante pour les micro- et mini-sources d’énergie (applications portables).
LA PILE PAFC
La partie la plus visible de l’activité PAFC dans le monde se résume à celle de la
société américano-japonaise ONSI Corp, filiale de UTC Fuel Cells (ex-IFC/International Fuel Cells), qui commercialise la pile PC 25 de 200 kW depuis plusieurs années
avec un certain succès (plus de 2 millions d’heures de fonctionnement cumulées).
Leur coût est voisin de 4000 €/kW.
Thierry ALLEAU
La PEMFC a besoin d’eau pour fonctionner (humidification nécessaire de la membrane électrolyte pour assurer une bonne conduction ionique) et, de plus, produit
de l’eau. Cette eau, à gérer, est une source de soucis pour un bon comportement
d’une PEMFC, en situation d’arrêt, par grands froids.
REMARQUE - On juge ainsi tout l’intérêt qu’il y aurait à aboutir sur les recherches en cours
pour la mise au point d’une membrane électrolyte capable de fonctionner correctement
dans la gamme 130-150°C ! C’est presque un point incontournable du développement des
applications de la pile de type PEM dans le véhicule léger.
Le coût
Du fait de ses marchés potentiels (le transport automobile et le stationnaire en
co-génération) et de son fort développement probable, la pile PEMFC sera très vraisemblablement celle qui atteindra le plus rapidement les prix les plus bas (on estime
généralement que le prix de la pile devrait atteindre une valeur de 40 €/kW vers
2015). Ce prix ne peut être atteint par la simple fabrication en grande série de la
technologie actuelle mais doit encore profiter d’innovations techniques. Aujourd’hui,
les générateurs PEMFC sont vendus autour de 4000 €/kW, mais ce sont plutôt des
prototypes avancés que des produits industriels.
NOTE - La filière PEMFC inclut la technologie dite DMFC, qui se distingue de la précédente
par deux différences majeures :
l’anode de la pile est alimentée, non pas en hydrogène, mais en méthanol. Ce méthanol
est directement oxydé en présence d’un catalyseur platiné pour produire les protons H
+ .
La présence de méthanol à l’anode impose, par contre, une température plus élevée (110130°C), et donc une membrane électrolyte plus délicate à réaliser que le traditionnel Nafion
dont les performances mécaniques sont moins bonnes à cette température, et qui laisse
diffuser une quantité non-négligeable de méthanol que l’on retrouve à la cathode où il provoque une baisse des performances ;
cette oxydation provoque une surtension plus forte qu’en cas d’oxydation directe d’hydrogène, ce qui abaisse encore les performances électrochimiques ; néanmoins, cet inconvénient est contrebalancé par une simplification (gains en volume, masse et coût) du système
comparable PEMFC, grâce à la suppression du reformeur de méthanol. Cette filière est
intéressante pour les micro- et mini-sources d’énergie (applications portables).
LA PILE PAFC
La partie la plus visible de l’activité PAFC dans le monde se résume à celle de la
société américano-japonaise ONSI Corp, filiale de UTC Fuel Cells (ex-IFC/International Fuel Cells), qui commercialise la pile PC 25 de 200 kW depuis plusieurs années
avec un certain succès (plus de 2 millions d’heures de fonctionnement cumulées).
Leur coût est voisin de 4000 €/kW.