Les scientifiques ont fait des progrès significatifs dans la conception de composants vitaux utilisés dans les véhicules à pile à combustible à hydrogène. Des fonctionnalités améliorées réduiront les coûts de production et contribueront à créer un avenir automobile propre.

Alors que les voitures hybrides et tout électriques alimentées par batterie deviennent désormais courantes, l'importance de l'hydrogène en tant que produit polyvalent, vecteur d'énergie propre et sûr est de plus en plus reconnu. Bien que son utilisation dans les transports gagne du terrain, la part de marché actuelle des véhicules électriques à pile à combustible (FCEV) est faible en raison des coûts élevés et des problèmes d'efficacité. Un groupe d'experts relève ce défi dans le cadre du projet INN-BALANCE financé par l'UE. Ils ont récemment spécifié les interfaces entre les composants cruciaux de la technologie FCEV pour améliorer leur conception.

Comme indiqué dans un communiqué de presse sur le site Web du projet, « des jalons importants ont été atteints concernant la définition des interfaces entre les composants et la pile à combustible ainsi que la conception du boîtier de la pile et de l'anode, cathode et les modules de refroidissement.

Ces composants sont appelés composants auxiliaires, ou « équilibre de la plante » (BoP). Ils régulent le système de pile à combustible et gèrent l'alimentation en hydrogène et en air de la pile. « INN-BALANCE cherche à concevoir diverses améliorations au niveau du BoP en mettant l'accent sur la conception orientée vers la fabrication. L'objectif est de réduire les coûts de production industrielle de systèmes de piles à combustible.

Cité dans le même communiqué, Jörg Weiss-Ungethüm du Centre aérospatial allemand, qui est en charge du développement du système de refroidissement, ledit module de refroidissement est utilisé pour la gestion thermique de l'empilement. Cela a un impact significatif sur la gestion de l'eau et est critique en termes de performance. En outre, les composants BoP doivent être maintenus à « une température optimale et de la chaleur doit être fournie à la cabine des passagers selon les besoins ».

Maximiser le rendement tout en minimisant les pertes

Le projet INN-BALANCE (INNovative Cost Improvements for BALANCE of Plant Components of Automotive PEMFC Systems) en cours propose également une "solution injecteur/éjecteur intégré". Cela maximisera la puissance de sortie de la pile tout en minimisant les pertes d'hydrogène.

PEMFC signifie pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEM), également appelée pile à combustible à membrane électrolytique polymère. C'est un type de pile à combustible à base d'acide qui utilise le transport de protons de l'anode à la cathode à travers un PEM solide. Ces piles à combustible fonctionnent à des températures inférieures à 100 °C. L'anode et la cathode sont les deux électrodes d'une batterie ou d'une pile à combustible, où le premier est chargé positivement et le second est chargé négativement pendant la production d'électricité. La plupart des piles à combustible conçues pour être utilisées dans les véhicules produisent moins de 1,16 volts d'électricité, ce qui est loin d'être suffisant pour alimenter un véhicule. Par conséquent, plusieurs piles doivent être assemblées dans un empilement de piles à combustible.

Dans un FCEV, l'énergie électrique qui alimente le moteur électrique pour propulser le véhicule est fournie par une réaction chimique qui a lieu entre l'hydrogène et l'oxygène dans la pile à combustible. La conversion de l'hydrogène gazeux en électricité ne produit que de l'eau et de la chaleur en tant que sous-produit. Si l'hydrogène est généré par une source durable, cela signifie que les véhicules à pile à combustible pourraient offrir des possibilités de transport à zéro émission.

INN-BALANCE a été créé pour développer une nouvelle plate-forme intégrée pour le développement de composants BoP avancés dans les véhicules actuels à pile à combustible. Ceci vise à améliorer leur efficacité et leur fiabilité, réduire les coûts, et présenter une chaîne d'approvisionnement stable aux constructeurs automobiles européens et aux intégrateurs de systèmes.