AMEs Innovants pouR l’ELectroLyse PEM haute pression couplée aux Energies renouvelableS – AIRELLES-1

Le projet AIRELLES propose des actions de recherches fondamentale et technologique sur les Assemblages Membrane Electrodes (AMEs) pour électrolyse PEM. L'objectif majeur des travaux proposés dans ce projet est de diminuer le coût de l'hydrogène en particulier pour des applications de couplage aux énergies renouvelables.
Afin d'atteindre cet objectif, il est nécessaire :
? d'augmenter conjointement le rendement et la densité de courant des électrolyseurs PEM actuels;
? de permettre un fonctionnement à des pressions supérieures à 50 barg sans compresseur ;
? d'améliorer la durabilité et d'analyser les phénomènes intervenant dans la dégradation des performances de l'électrolyseur et leur évolution sur la longue durée, en particulier dans le cas de couplage aux énergies renouvelables.
Ce projet propose donc de développer et de tester en longue durée et à différentes échelles des catalyseurs, des membranes et des AMEs innovants selon un protocole permettant de simuler le fonctionnement intermittent lié à une utilisation de l'électrolyseur couplé à des énergies renouvelables.

L'originalité du positionnement de ce projet réside en premier lieu dans les voies scientifiques innovantes proposées dans la recherche de catalyseurs, de membranes et de réalisation d'AME pour électrolyseur PEM. Par ailleurs, ce projet propose de tester un grand nombre d'options et de combinaisons d'AMEs à l'échelle 25 cm²

Enfin, ce projet propose d'analyser et de mieux comprendre les phénomènes de dégradation d'AMEs pour électrolyseur PEM. Ce point particulier n'a fait l'objet que de très rares études scientifiques en particulier dans une perspective de fonctionnement couplé aux énergies renouvelables.
Ce projet se propose également d'atteindre des niveaux de rendement et de densité de courant supérieurs à ceux atteints dans les projets français et internationaux. Il propose également des actions de R&D novatrices visant à résoudre la limitation mise en évidence par HELION dans le projet DEPEM HP en matière de perméabilité des gaz à travers la membrane. Ceci devrait permettre d'atteindre des pressions de fonctionnement plus élevées et ainsi autant que possible de s'affranchir de l'utilisation d'un compresseur en aval du stack d'électrolyse PEM.
Enfin, le projet propose de développer un modèle fréquentiel de l'électrolyseur PEM sur la base de mesures de spectroscopie d'impédance. Les modèles fréquentiels sont en effet assez peu décrits dans la littérature pour l'application électrolyse PEM. Cette étape de modélisation constitue une première étape vers une démarche de diagnostic et de pronostic telle que celle proposée pour les piles à combustible.