Piles à combustible et batteries - 4PMPPAC1

A - Introduction et caractéristiques théoriques

• AI - Rappels : charge et décharge d'un système électrochimique.
• AII - Capacité théorique : application de la loi de Faraday. Cas particuliers des supercondensateurs.
• AIII - Tension et énergie théoriques : application de la loi de Nernst.

B - Caractéristiques pratiques

• BI - Rappels : courbes de polarisation ; chronopotentiométrie.
• BII - Prévision des réactions en autodécharge et surcharge. Stockage et rôle de la température.
• BIII - Notion de régime (décharge et charge à courant constant). Capacités et tension pratiques. Rôle de la température.
• BIV - Energie et puissance pratiques. Diagramme de Ragone.
• BV - Rechargeabilité et modes de recharge.

C - Batteries et piles commerciales

• CI - Applications. Association en série et parallèle.
• CII - Batteries : alcalines, Plomb/acide, Li-ion, Li-Polymère.
• CIII - Piles : à électrolyte aqueux, piles au lithium, piles à électrolyte solide.

D - Batteries à recirculation

• DI - Principe de fonctionnement
• DII - Exemple d'applications

E - Piles à combustible

• EI - Introduction aux différents types de système: AFC, PEMFC, PAFC, MCFC, SOFC.
• EII - Estimation des flux de matière et d'énergie : spécificité d'un système ouvert
• EIII - Rendement d'une pile à combustible de l'électrode au système

F - Etude de cas : la PEMFC

• FI - Conditions opératoires et dimensionnement
• FII - Technologies (assemblage membrane électrode) des PEMFC

Notions de base d'électrochimie, réacteur chimique, transport de matière

Examen écrit (2h)

• W. Vielstich, A. Lamm, H. A. Gasteiger, in Handbook of Fuel Cells, W. Vielstich, A. Lamm and H. A. Gasteiger (Ed.), Wiley, Chichester, 2003, Vol. 1-4.

• H. A. Gasteiger, W. Vielstich, H. Yokokawa, in Handbook of Fuel Cells, H. A. Gasteiger, W. Vielstich and H. Yokokawa (Ed.), John Wiley & Sons Ltd, Chichester, 2009, Vol. 5-6.

• D. B. Linden, T. B. Reddy, in Handbook of batteries, Third ed., D. B. Linden and T. B. Reddy (Ed.), McGraw-Hill, New-York, 2002.