ETUDE DE L’INFLUENCE DES GRADIENTS DE PRESSION SUR LA DISTRIBUTION DE L’EAU DANS LE COEUR DE LA PILE PEMFC

Zina BELKHIRI, Mostefa ZEROUAL, Hocine BENMOUSSA

Résumé


Cet article présente les résultats d’une étude d’un travail de modélisation numérique, bidimensionnelle, stationnaire de la pile à combustible à membrane échangeuse de protons, alimentée en hydrogène, dont le but est la compréhension de phénomènes du transport de l’eau dans le  cœur de la pile PEMFC.

Au terme de cette problématique, le gradient de pression est un paramètre important pour le fonctionnement de la pile PEMFC pour forcer le transport de l’eau de la cathode à l’anode pour éviter  l’assèchement de la membrane.

Donc, nous avons modélisé le phénomène de transport de l’eau à différentes valeurs de gradient de pression. Les simulations effectuées avec un code numérique de FORTRAN 6.6, les résultats obtenus donnent les profils de concentration de l’eau à travers l’épaisseur du cœur de la pile PEMFC à différents valeurs du gradient de pression.

Le document traite de l'application de la technique de micro-tomographie par rayons X pour

étudier   des   éprouvettes   entaillé   de   mortier   à   haute   performance   tout   d'abord,   pour   des

éprouvettes ayant subit des essais de flexion trois points à chaud à une température de (700 °

C) et en second lieu, après seulement un chauffage des éprouvettes à 500 ° C. Les paramètres

de numérisation ont été fixés pour visualiser tout l'échantillon pour une section transversale

carrée de25 mmde côté. Dans ces conditions, une partie de la réelle porosité du matériau,

censé être représentatif, était accessible. Des images 2D et 3D reconstruites furent obtenues et

analysées.   Ainsi,   parmi   les   différents   paramètres   de   la   microstructure   considérée,

l'homogénéité de la porosité ainsi que l'échantillon a été analysée notamment en fonction du

paramètre de fraction de surface des pores. Une sensible augmentation dans la porosité des

zones entourant le plan de premier ordre a été observée ce résultat est probablement lié à la

préparation de l'échantillon. L'impact sur la validité des essais de flexion trois point effectués

sur les éprouvettes entaillés a également été examinée.. Enfin, la capacité de cette technique

pour évaluer l'effet de la température sur la porosité dans ces conditions particulières a été

examinée à la lumière de l'analyse complémentaire des micrographies MEB.

Le document traite de l'application de la technique de micro-tomographie par rayons X pour

étudier   des   éprouvettes   entaillé   de   mortier   à   haute   performance   tout   d'abord,   pour   des

éprouvettes ayant subit des essais de flexion trois points à chaud à une température de (700 °

C) et en second lieu, après seulement un chauffage des éprouvettes à 500 ° C. Les paramètres

de numérisation ont été fixés pour visualiser tout l'échantillon pour une section transversale

carrée de25 mmde côté. Dans ces conditions, une partie de la réelle porosité du matériau,

censé être représentatif, était accessible. Des images 2D et 3D reconstruites furent obtenues et

analysées.   Ainsi,   parmi   les   différents   paramètres   de   la   microstructure   considérée,

l'homogénéité de la porosité ainsi que l'échantillon a été analysée notamment en fonction du

paramètre de fraction de surface des pores. Une sensible augmentation dans la porosité des

zones entourant le plan de premier ordre a été observée ce résultat est probablement lié à la

préparation de l'échantillon. L'impact sur la validité des essais de flexion trois point effectués

sur les éprouvettes entaillés a également été examinée.. Enfin, la capacité de cette technique

pour évaluer l'effet de la température sur la porosité dans ces conditions particulières a été

examinée à la lumière de l'analyse complémentaire des micrographies MEB.

 


Mots-clés


Pile à combustible ; Membrane ; PEMFC ; Hydrogène ; Assèchement ; résistance ohmique

Texte intégral :

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Références


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