Les activités de recherche de l’équipe « Systèmes électrochimiques pour l’hydrogène » portent sur la compréhension et la caractérisation des phénomènes de transfert qui gouvernent le fonctionnement et les performances des systèmes électrochimiques.
À l’interface entre la science des matériaux et l’ingénierie des systèmes, les travaux visent notamment à accompagner le changement d’échelle, depuis les matériaux innovants développés à l’échelle du laboratoire (membranes échangeuses d’ions, catalyseurs) jusqu’aux systèmes de production d’électricité de plusieurs kilowatts. Ce passage d’échelle soulève des enjeux liés aux transferts de matière, de chaleur et de charges électriques.
Les recherches s’attachent ainsi à comprendre ces phénomènes de transferts couplés afin d’améliorer l’efficacité énergétique et la durabilité des systèmes, tout en réduisant leurs coûts et leur empreinte environnementale.
Les études sont principalement menées à l’échelle de cellules élémentaires de 25 à 30 cm². Elles s’appuient sur un savoir-faire expérimental permettant de caractériser finement leur fonctionnement, notamment grâce à l’utilisation de cellules segmentées offrant une résolution spatiale entre l’entrée des réactifs et la sortie des produits. L’approche associe expérimentation et modélisation physique afin d’identifier les mécanismes en jeu et d’interpréter les résultats expérimentaux. Les paramètres des modèles sont notamment déterminés à partir de mesures réalisées in situ.
L’ensemble des bancs expérimentaux est conçu et développé en interne, garantissant une maîtrise des paramètres opératoires et des méthodes de caractérisation. Ces dispositifs permettent également de réaliser des essais en continu, 24 h/24 et 7 j/7.
Les recherches couvrent plusieurs technologies et applications :
- les piles à combustible (PEMFC et AEMFC)
- les électrolyseurs de l’eau basse température (PEMWE, AEL et AEMWE)
- les compresseurs électrochimiques d’hydrogène
- les batteries redox à flux
- les réacteurs de déshydrogénation des LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carriers)
Une activité complémentaire porte sur la compression de l’hydrogène par adsorption, avec pour objectif d’atteindre des pressions élevées, jusqu’à 700 bar.
Responsable d’équipe : Gaël Maranzana
Membres permanents :
Sophie Didierjean – Professeur ENSEM
Jérôme Dillet – Ingénieur de recherche CNRS
Gaël Maranzana – Professeur FST
Kévin Mozet – Ingénieur d’études CNRS
Giuseppe Sdanghi – Professeur Junior
Feina Xu – Chargée de recherche CNRS
