De la recherche fondamentale au partenariat industriel

Pile à combustible miniature

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Objectifs

Le point de départ est l'usinage de membranes de silicium en utilisant la technique de gravure humide par une solution aqueuse de potasse. L'étape suivante consiste à porosifier le silicium constituant la membrane par anodisation en milieu fluorhydrique. On obtient typiquement une porosité de 50% avec des pores de diamètre égal à 30 nm. La dernière étape consiste à rendre cette membrane de silicium nanoporeux par greffage de molécules ou par imprégnation d'ionomère. La pile est obtenue par collage d'électrodes commerciales contenant le catalyseur.

Collaborations et soutiens financiers

LEPMI, Sagem, CEA Liten
Contrat européen MICROPAC

Description des travaux

pile à combustible

Vue de dessus de la pile à combustible miniature

La figure suivante présente une image en vue de dessus de la pile en silicium poreux réalisée. Elle se présente comme un morceau de silicium (7 mm x 7 mm) d'épaisseur 500 µm. La partie active est la zone centrale noire (dimension 3 mm x 3 mm). Le reste de la surface, dorée, sert de collecteur de courant. Ce dispositif alimenté par de l'hydrogène sur une de ses faces et de l'air sur l'autre génère une tension électrique qui se traduit par le débit d'un courant lorsque le circuit électrique est fermé par une charge. Les performances obtenues sont illustrées par la figure ci-dessous.

Mesure de la pile à combustible

Mesure de la tension et de la puissance délivrée par la pile à combustible miniature en fonction de la densité de courant délivrée.

Perspectives

Actuellement, la technique originale consistant à greffer des molécules pour assurer la conductivité protonique donne des performances meilleures que la référence ionomère Nafion pour un coût moindre. Nos performances ne sont cependant pas encore optimales. On doit pouvoir gagner un bon facteur 10 en maximisant la densité de greffage ainsi qu'en jouant sur la nature des molécules greffées. Le problème à résoudre est celui de la source d'hydrogène. Une technique, pour laquelle un brevet est en cours de dépôt, sera évaluée.

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