Quantification et optimisation de l'efficacité des stratégies et des architectures de systèmes PEMFC pour minimiser les dégradations lors des phases d'arrêt/démarrage

L'un des verrous technologiques majeur à lever pour permettre l'accès au marché de la technologie PEMFC porte sur l'amélioration de sa durabilité. Les différents mécanismes de dégradation sont bien connus et référencés dans la littérature, mais leurs minimisations restent toujours un point clef à résoudre. En particulier, le mécanisme de corrosion du support carbone lors des arrêts/démarrages et l'oxydation du platine associée au phénomène de dissolution/re-déposition ont un impact fort sur les pertes de performance et la durée de vie des piles. Pour limiter leurs conséquences, des stratégies d'atténuation peuvent être mises en ?uvre. Néanmoins, certaines engendrent des dégradations additionnelles dont les effets ne sont quasiment pas traités dans la littérature. Par ailleurs, il est difficile de quantifier précisément les bénéfices de ces différentes stratégies et de les optimiser dans l'environnement de l'application. Ainsi, les travaux de thèse porteront dans un premier temps sur l'approfondissement de la compréhension et de la quantification des nouvelles dégradations générées par certaines stratégies d'atténuation. Cette étape constitue le maillon manquant à étudier afin de pouvoir définir et développer, dans un deuxième temps, une méthode capable de quantifier et d'optimiser l'efficacité des stratégies et des architectures de systèmes PEMFC pour minimiser les dégradations lors des phases d'arrêt-démarrage. Le travail s'attachera à traiter d'abord l'échelle cellule avant de passer à l'échelle d'un stack en environnement système. Ces travaux s'appuieront sur une base de résultats expérimentaux et de modèles spécifiques à certains phénomènes de dégradation déjà disponibles au CEA/LITEN. Les plateformes d'essais en environnement H2 à l'échelle cellule/stack/système, les plateformes de caractérisations électrochimiques, de micro/nano-caractérisation et de modélisation multi-physique viendront en support à la démarche scientifique de la thèse.