Quel impact des polluants de l’hydrogène sur les Piles à Combustible ?

L’hydrogène est un vecteur d’énergie extrêmement prometteur. Il a en effet l’avantage d’être produit et utilisable à partir ou en se transformant en eau. L’hydrogène n’existant pas à l’état pur dans la nature, il est produit par différents procédés de fabrication conduisant à différents degrés de pureté. Les chercheurs du Liten (membre du Carnot Énergies du futur) se sont intéressés à l’impact des polluants pouvant être présents dans l’hydrogène sur les performances des Piles à Combustible.

Les résultats obtenus contribuent à la définition des normes internationales

La qualité de l'hydrogène injecté dans les piles à combustible (PAC) a une influence directe sur les performances de ces dernières. Mais garantir un niveau de pureté pour l'hydrogène, quel que soit son procédé de production (électrolyse de l'eau, craquage de biomasse ou de gaz naturel), a un coût. Afin de trouver le meilleur compromis coût/performances, le Liten (membre du Carnot Énergies du futur), institut de CEA Tech, a réalisé des tests pour mesurer l'influence de plusieurs impuretés sur les performances des PAC.

Les polluants sélectionnés (NH3, HCl et C4Cl4F6) ont été introduits volontairement et séparément dans de l'hydrogène pur en quantités infimes. Les mesures de performances des PAC ainsi alimentées ont été menées sur des bancs adaptés spécialement et qualifiés pour ne pas fausser les résultats (empêcher l'adsorption des substances par les tuyauteries notamment). L'influence sur la durée de vie des PAC est mesurée par extrapolation des résultats obtenus après 900 heures de test. Enfin, des analyses post-mortem réalisées sur les AME ont permis d'étudier l'impact des différents polluants sur les mécanismes de dégradation des matériaux.

L'ensemble de ces résultats a été pris en compte pour émettre des recommandations sur les quantités d'impuretés acceptables pour chacun des principaux polluants présents dans l'hydrogène. Ces résultats sont des données d'entrée pour la révision des normes sur la qualité de l'hydrogène qui sont établies par concertation entre les différents acteurs internationaux de la filière (producteurs d'hydrogène, stations-services, constructeurs automobiles).