Abstract:
Le travail présenté dans ce manuscrit, est consacré à la gestion de l’eau, en régime
permanent dans une cellule de pile à combustible de type PEMFC.
La partie bibliographique nous a permet de définir le fonctionnement d’un système
électrochimique en fort développement : la pile à combustible PEMFC, qui semble être une
solution très intéressante dans une politique énergétique soucieuse de l’environnement. Elles
permettent la conversion, avec un rendement énergétique théorique très élevé, de l’énergie
chimique des gaz consommés en énergie électrique sans dégagement des gaz à effet de serre.
Par le biais du flux électro-osmotique, le flux d'eau dans la membrane est
principalement dirige de l'anode vers la cathode aux fortes densités de courant, entrainant un
assèchement de la membrane coté anodique si l'hydrogène n'est pas suffisamment humidifié.
En revanche, aux faibles densités de courant, le flux diffusif assure un équilibre en eau
et cela par un flux d'eau qui peut être dirigée de l'anode vers la cathode ou inversement
suivant l'hydratation des gaz d'alimentation.
On a pu mettre en evidence l’avantage d’humidification des gaz en entree de la pile, ce
qui assure une bonne humidification de la membrane. Pour une humidité relative anodique
faible, les densités de courant admissible pour le fonctionnement d’une pile sont limitées. Par
contre si celle-ci est suffisament grand, on a la possibilité de travailler aux densités de courant
plus importants.
En perspective, nous souhaitons améliorer ce travail par une étude de transfert de charge
et transfert thermique.
Le modèle utilisé est simple, mais peut être amélioré par cette proposition :
L’eau dans les couches de diffusion est à l’état vapeur, mais peut également s’y
trouvée à l’état liquide. Il faut donc prendre en compte la condensation de l’eau
dans les couches de diffusion
Le modèle utilisé étant monodimensionnel, peut être amélioré en appliquant le
modèle à plusieurs dimensions.
