Axe plateformes et moyens d’essais

Les laboratoires CNRS/Universités membres de la Fédération FRH2 possèdent des équipements et un savoir-faire qui va de l’élaboration et caractérisation des matériaux à la mise en forme et caractérisation électrochimique des ½ cellules, cellule élémentaire, empilement de cellules, en passant par les caractérisations mécaniques, thermiques, électriques ainsi que le couplage des méthodes.

OBJECTIFS

  • Recenser les différentes méthodes expérimentales et plateformes spécifiques des laboratoires gravitants autour de l’hydrogène et des piles à combustible afin d’établir un catalogue des moyens d’essais et de caractérisations permettant de faciliter les échanges et partenariats entre les membres de la fédération.
  • Une première cartographie (tableau ci-dessous), non exhaustive, montre un parc important sur les méthodes de synthèse et de mise en forme des matériaux, de diffraction de rayons X (en température et atmosphère contrôlée) de microscopies électroniques, de caractérisations électrochimiques, de caractérisation de sorption de matériaux de stockage de l’hydrogène, de développement de nouveaux catalyseurs, de caractérisations électriques, mécaniques et thermiques couplés à des moyens et méthodes de modélisation numériques à différentes échelles. Un autre aspect important commun à tous les axes concerne les essais de longue durée permettant une meilleure compréhension sur la durée de vie des composants et du système. La mise en commun de certains résultats (lorsque cela est possible) permettrait d’accélérer notre compréhension sur le vieillissement afin de faire du pronostic mais aussi de mettre en place différentes méthodes de gestions énergétiques ou de contrôle commande permettant un accroissement de la durée de vie des composants et des systèmes.
  • Mettre en place un réseau de compétences autour des techniques de caractérisations allant des matériaux aux systèmes. La mobilité d’étudiants sur plusieurs laboratoires, largement encouragée par la fédération, sera aussi l’occasion de partager des montages accompagnés de mesures spécifiques et de tester les matériaux ou les cellules sur des appareils différents.

Responsables

MatériauxSynthèse des MatériauxICG (nano-particules), IC2MP (voies colloïdales), ICMPE (élaboration métallurgique), IEM (matériaux 2D, nanofibres, couches minces, nanoparticules)
Caractérisations chimiques, structurales et thermiquesIMN (DRX HT sous atmosphère, XPS), ICMCB (ToF-SIMS / échange isotopique: IEDP), UCCS (DRX HT sous atmosphère, IEDP), ICMPE (EPMA,ICP-EOS, BET, DSC sous hydrogène), Pprime, IC2MP (IR et Raman in situ, plateforme analytique: RMN H et C, HPLC, GC, GC-MS, LC-MS, Maldi ToF, etc.), Néel (grands instruments), IEM (Raman confocal)....
Caractérisations électrochimiques des matériaux (voltammétrie, impédance, etc.)
LEPMI, ICG, ICMCB, IMN, IEM, IC2MP (voltamétrie, chrono ampéro et potentio, cellule unitaire, analyse en ligne, etc.)
Caractérisation des propriétés de sorption de matériaux de stockage de l'hydrogène
Bancs PCT Sieverts (ICMPE, Néel, ICMCB, LRCS, FEMTO), Bancs de cyclage (ICMPE, LRCS) Spectroscopie de désorption thermique (ICMPE), réacteurs d'hydrolyse (IEM, ICMCB), mesures d'adsorption (ICMPE, IJL)
Mise en forme des matériauxIRCER (voies humides), IEM (PECVD, CVD, electrospinning, ALD, approches colloidales, électrodéposition, exfoliation), FEMTO (PVD), ICMPE (SPS), ICMCB (imprégnation, sérigraphie), IC2MP (voies colloïdales), LGF (sérigraphie, jet d'encre)
ModélisationSimulation numérique à différentes échelles
DFT, fluidique....
SPMS (DFT), LEPMI, LAPLACE, FEMTO, Néel (COMSOL), IMN (DFT), ICMPE (DFT, Calphad, Intelligence Artificielle)
Catalysedéveloppement de nouveaux catalyseurs, électrocatalyseIC2MP (catalyseurs plurifonctionnels pour ORR, HOR, OER, HER, oxydation d’alcools, etc.), IEM (ORR, HER, OER, electroreformage de la biomasse), UCCS, LEPMI, ICG
Testperformance : test cellules, cellule élémentaire, empilement de cellules (stack), systèmesIMN (cellule SO), ICMCB (cellule SO), UCCS (cellule SO), ICG (cellule SO et PEM), LGF (cellule SO monochambre, évaluation de capteurs de gaz, commerciaux ou expérimentaux), IEM (PEM, AEM), LAPLACE, FEMTO, LEMTA, IEM (cellule PEM), Pprime (métrologie spécifique)
Caractérisations mécaniques des cellules et de réservoirs de stockage d'hydrogèneSPMS, Pprime, FEMTO