Contribution à l’étude des transferts couplés dans une pile à combustible à basse température

Abstract

Bien que la pile à combustible PEMFC soit un convertisseur électrochimique fonctionnant selon le principe inverse de l'électrolyse de l'eau, elle est aussi considéré comme l’une des applications les plus courante de l’hydrogène, l’étude et la compréhension des phénomènes physico – chimique au coeur d’une cellule de la pile est indispensable pour la prédiction de ses performances. Cette thèse fait l’objet d’une contribution à l’étude des différents phénomènes de transfert couplés au coeur d’une cellule d’une pile PEM, (transfert de charge, de masse et de chaleur). Une étude qui concerne l’influence des conditions opératoires, (température, pression et humidité de l’air à la cathode), sur les performances de la pile PEM est menée et les résultats sont présentés. Une visualisation du transfert de masse dans la zone Gas Diffusion Electrodes (GDE), est présentée à l’aide d’un code CFD. Dans le but d’étudier de près le phénomène d’engorgement de la pile et de lui assurer un bon drainage, cette visualisation a été complétée par une étude d’optimisation de la vitesse d’écoulement d’air dans le canal de flux cathodique, les résultats théoriques trouvés ont été comparés avec des résultats expérimentaux des autres travaux récents, et une bonne conformité a été constaté.