Modélisation des dégradations des piles à combustible, notamment lors des démarrages à froid

Le CEA Liten propose une thèse dans le domaine des piles à combustible (à hydrogène). Ces piles sont destinées à servir de source d'électricité pour les véhicules. Elles viennent en complément ou en substitution des batteries pour les véhicules lourds (camions, trains, bateaux) ou pour ceux qui font de longs et fréquents trajets (taxi, ambulance, livraison...). Pour ce type de besoins, il est impératif que la durée des piles soit très grande. On étudie donc les mécanismes de dégradations physiques et chimiques qui se produisent dans les piles afin de pouvoir y remédier soit par le choix des conditions opératoires soit par le choix de matériaux peu sensibles à ces mécanismes. La thèse se focalise sur la compréhension, la modélisation et la simulation de ces mécanismes de dégradation pour les piles à membrane échangeuse de protons (PEMFC). En particulier, elle vise à analyser les dégradations se produisant lors des phases de démarrage par grand froid. Les travaux de modélisation/simulation seront réalisés sur la plateforme logicielle MUSES (codes développés sous Matlab, Comsol) dans un laboratoire de spécialistes en modélisation incluant de nombreux étudiants. Les travaux de thèse intégreront également une part plus modeste d'expérimentation. On disposera d'une enceinte climatique où l'on peut reproduire les grands froids et faire des mesures de caractérisation sur des piles. Le LEPMI (UGA) est associé à cette thèse et la co-dirigera. Ce travail s'inscrit dans le projet DuraSys qui inclut plusieurs organismes de recherche français. L'étudiant sera impliqué dans les échanges entre ces organismes. L'étudiant doit connaître l'électrochimie et avoir des notions de mécanique des fluides. La thèse peut démarrer entre mai et octobre 2023.