Les progrès réalisés par ESI North America pour la simulation des piles à combustible ont été présentés au Département de l’Energie
9 Juin 2010
Paris, France
Un projet de développement pluriannuel améliore le rendement, la tolérance au gel, et les temps de démarrage à froid des piles à combustible automobiles
Des améliorations significatives en matière de simulation du rendement des piles à combustible automobiles ont été présentées à la réunion annuelle d’examen du mérite et d’évaluation par les pairs du Programme Hydrogène et du Programme de Technologies Automobiles du Département de l’Energie (DOE). Ce dernier vise l’utilisation de la simulation pour réaliser une étude détaillée des diverses structures et propriétés des composants affectant le transport du gaz et de l’eau dans les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEM). Des ingénieurs d’ESI North America ont fait partie intégrante de ce projet au cours des trois dernières années.
Les piles à combustible à membrane échangeuse de protons peuvent servir de source d’énergie zéro émission pour de nombreuses applications embarquées. Les défis techniques les plus critiques freinant la commercialisation des véhicules à pile à combustible sont : la réduction des coûts, la durabilité, la gestion de l’eau, la tolérance au gel et la densité de puissance.
« Le prototypage virtuel s’appuie sur une simulation multi-physique avancée afin de comprendre les interactions complexes d’un phénomène physique. Ceci est une technologie requise pour livrer au grand public des véhicules à pile à combustible rentables, » a déclaré Joseph Strelow, directeur et ingénieur en chef des programmes gouvernementaux d’ESI North America. « Les réactions électrochimiques, les concentrations de polluants nuisant au rendement, et leur impact sur la durabilité des composants de la pile ne peuvent pas être mesurés directement dans une pile à combustible en fonctionnement. Les options de simulation disponibles ne permettaient pas jusqu’à présent de représenter la physique précise nécessaire pour réaliser de nouveaux progrès en matière de rendement. Nous sommes fiers de collaborer avec nos partenaires sectoriels et universitaires, avec l’appui du Département de l’Energie, en vue de résoudre ces problèmes fondamentaux. »
Les activités présentées couvraient les résultats d’une validation expérimentale supplémentaire des modèles de transport d’eau faite par ESI dans les couches diffusionnelles et canaux d’alimentation des gaz et à travers les interfaces. Cette meilleure compréhension du transport de l’eau a permis d’évaluer de nouveaux concepts pour éliminer l’eau et contrôler sa répartition. Une intégration ultérieure des simulations de gestion de l’eau aux modèles électrochimiques et de transfert thermique existants a également été effectuée, créant une solution pour étudier des densités de puissance plus importantes et le fonctionnement transitoire.
Ce projet de quatre ans a commencé en 2007 avec un budget total de 6,4 millions USD. Ce travail est une collaboration de sept partenaires technologiques, industriels et universitaires. L’examen final de mi-programme a eu lieu aujourd’hui. Le projet devrait être complété en mai 2011.
Pour plus d’informations sur les applications ESI destinées au secteur de l’énergie, visitez : www.esi-group.com/industries/energy-power