Étude de la carbonatation et de l'hydratation des membranes alcalines solides dans les piles à combustibles

Autor: Tronel, F., Gautier, L., Brincourt, T., Sandré, E., Tronel, F., Gautier, L., Brincourt, T., Sandré, E.
Zdroj: Journal de Physique IV - Proceedings; April 2002, Vol. 12 Issue: 2 p39-47, 9p
Abstrakt: Les piles à combustible alcalines sont des systèmes performants qui fonctionnent à température ambiante et nécessitent moins de métaux précieux (platine) que les piles à combustible à membrane protonique (PEMFC). Des études approfondies concernant la synthèse de membranes alcalines à base d'oxyde de polyéthylène (PEO) ou d'Epichlorhydrine (EpCI) ont montré que ces matériaux présentent des conductivités ioniques du même ordre de grandeur que les membranes Nafion®. Les problèmes inhérents à ces technologies sont l'hydratation des membranes (comme pour les PEMFC) et leur sensibilité au CO2par précipitation d'ions carbonates en présence de KOH (carbonatation). La première partie de l'étude concerne la détermination des caractéristiques importantes d'une membrane copolymère PEO-EpCI (conductivité et gonflement). Dans un deuxième temps, le profil de concentration en eau dans une pile en régime stationnaire a été évalué après détermination expérimentale de quelques paramètres physiques (coefficient de diffusion de l'eau, concentration limite). Le problème de la carbonatation est abordé à partir des équations chimiques de formation des ions carbonates. Le profil permet de rendre compte du problème d'assèchement et de précipitation du carbonate de potassium à proximité des électrodes.
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