Le projet FFWD – FastForward pour le développement de l’électrolyse de l’eau sans fluor est coordonné par Gaël Maranzana – enseignant-chercheur au LEMTA pour la France, et Mélanie Bühler – chercheuse chez Hahn-Schickard pour l’Allemagne.
Il est l’un des 5 projets sélectionnés – suite à l’appel conjoint entre les ministères allemand (BMBF) et français MESR (via l’ANR) – sur des défis clés pour aider au déploiement de l’économie de l’hydrogène.
La production de l’hydrogène bas carbone dont nous avons besoin pour notre transition énergétique sera vraisemblablement réalisée principalement par électrolyse de l’eau. Différentes technologies matures d’électrolyse coexistent actuellement, mais la plus souple et la plus compacte est la technologie à membrane échangeuse de proton (PEMWE). Les membranes utilisées sont à base de matériaux perfluorés (PFAS) dont la production est une source de pollution et dont l’Union Européenne souhaite interdire la production à terme.
L’objectif du projet est de remplacer les membranes perfluorées conductrices protoniques des électrolyseurs PEMWE par des membranes hydrocarbonées. Outre le gain sur le plan écologique, ces matériaux sont intrinsèquement peu perméables à l’hydrogène, résistent à des températures élevées et permettent un recyclage plus aisé des catalyseurs en fin de vie. Nous pouvons ainsi envisager grâce à ces matériaux des températures et des pressions de fonctionnement plus élevées, améliorer les performances des catalyseurs et réduire la complexité du « balance of plant ». Les polymères sans fluore conducteurs protoniques à l’état de l’art souffre encore cependant d’un problème de stabilité.
Ce projet prévoit donc un travail fondamental sur la synthèse de nouveaux polymères hydrocarbonés, sur leur mise en forme et sur l’optimisation des conditions de fonctionnement. Le développement des nouveaux matériaux sera réalisé en Allemagne et leurs caractérisations en cellule et stack seront réalisées en France.
Le consortium franco-allemand est composé de trois industriels : Elogen, ionysys et Syensqo,
et de trois universitaires : Hahn-Schickard, Technische Universität Chemnitz et le LEMTA (Université de Lorraine – CNRS).
Au sein de l’équipe Hydrogène et systèmes électrochimiques, le projet sera mené par Wissem Abderrahmane (doctorant), Feina Xu (CR CNRS), Giuseppe Sdanghi (CPJ), Sophie Didierjean (PR), Jérôme Dillet (IR CNRS) et Gaël Maranzana (PR).
Le financement attribué par l’ANR et le BMBF est au total de 2.25 M€, dont 440 k€ pour le LEMTA.
Le lancement officiel s’est déroulé vendredi 29 novembre 2024 à l’Ambassade de France à Berlin, où les coordinateurs allemands et français se sont réunis pour présenter leur projet. Ce rendez-vous de lancement était aussi l’occasion d’évoquer les stratégies nationales pour l’hydrogène, d’évoquer la contribution des projets de recherche à la compétitivité industrielle de la filière hydrogène et de porter un regard commun sur la montée en puissance du marché de l’hydrogène.
