Lors du démarrage d’une pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEM), la corrosion du carbone dans la couche catalytique de la cathode peut entraîner une dégradation des performances et une réduction de la durée de vie.
HORIBA, spécialiste des instruments et de systèmes pour des applications telles que la R&D automobile, les processus et la surveillance de l’environnement, le diagnostic médical in vitro, la fabrication de semi-conducteurs et la métrologie, ainsi que diverses mesures scientifiques pour la R&D et le contrôle qualité, s’est penché sur les méthodes de détection et de quantification de cette dégradation, afin d’améliorer la stratégie de démarrage.
Selon HORIBA, la réponse se trouverait peut-être dans les gaz d’échappement, et il s’agirait alors de transformer les mesures de CO2 en informations exploitables.
Dans une récente étude applicative menée par HORIBA, des mesures de CO2 en temps réel dans les gaz d’échappement ont été utilisées pour analyser l’oxydation du carbone lors du démarrage d’une pile à combustible.
À l’aide de l’analyseur de gaz VA-5001, associé au système d’évaluation de piles à combustible S5-LT, les chercheurs ont démontré comment le suivi du CO2 permettrait de détecter l’oxydation du carbone durant les phases critiques de démarrage et d’arrêt.
Ce suivi permet de quantifier la perte de carbone, avec plus de 0,4 mg d’équivalent carbone oxydé par démarrage, dans certaines conditions de test et d’optimiser les débits de gaz afin de réduire la production de CO2 et la dégradation du catalyseur qui en découle lors du démarrage de la pile.
L’amélioration des stratégies de démarrage, en jouant sur la concentration de CO2 au cours des cycles de démarrage (avec des débits de gaz variables à l’anode) a permis, dans les conditions testées, de réduire l’oxydation du carbone d’environ 50%.
En révélant le lien entre les conditions de débit des gaz et l’oxydation du carbone, les solutions analytiques de HORIBA fournissent donc des informations précieuses pour concevoir des systèmes de piles à combustible PEM plus durables.
Pour les applications nécessitant des mesures encore plus rapides, l’analyseur HORIBA MEXA-ONE offre d’ailleurs un temps de réponse plus de cinq fois inférieur à celui du VA-5001.
