Contrôle variable de la puissance des piles à combustible liquide

Aperçu

Le Conseil national de recherches du Canada, avec la participation de l'Université de la Colombie-Britannique, a mis au point une pile à combustible dotée d'une barrière ajustable permettant d'en modifier la puissance de sortie. La barrière en question expose ou cache de manière sélective l'électrolyte, c'est-à-dire la partie active de la pile selon la puissance requise.

Le mécanisme est intégré à la pile et pourrait simplifier, voire éliminer, certaines méthodes auxquelles on doit actuellement recourir pour réguler la puissance de sortie des piles actives. Le même mécanisme permet de contrôler la puissance des piles passives, ce qui était impossible auparavant. Bref, la technologie proposée consiste en un système et une méthode simples pour exploiter une pile à combustible de charges variables.

Transfert de technologie

Cette technologie pourrait être combinée à divers modèles de pile à combustible, notamment les piles sans membrane. Veuillez mentionner le numéro d'identification 12170 du CNRC. Outre les applications générales destinées au marché de la consommation, cette technologie pourrait intéresser le secteur militaire et l'aérospatiale, car elle permettrait de concevoir des systèmes d'alimentation autonomes d'une grande portabilité.

Applications commerciales

Cette technologie convient à merveille à une gamme d'applications des piles à combustible liquide ainsi qu'à des applications spécialisées exigeant un système d'alimentation portatif distinct.

Fonctionnement

Le Conseil national de recherche du Canada a élaboré une méthode permettant de moduler la puissance de sortie d'une pile à combustible avec la collaboration de l'Université de la Colombie-Britannique.

Les progrès que connaît l'électronique portative et l'intégration d'un nombre croissant de fonctionnalités à un dispositif universel ont engendré une plus forte demande pour les systèmes d'alimentation en énergie. On ne pense pas que la pile au lithium-ion actuelle soit assez efficace pour satisfaire une telle demande. C'est pourquoi la pile à méthanol à combustion directe (DMFC) est devenue si intéressante comme solution de rechange pour les dispositifs qui fonctionnent dans la plage inférieure à 100 W. En effet, il est possible d'utiliser la DMFC en configuration active ou passive, l'application déterminant elle-même dans une large mesure la configuration requise.

Normalement, les piles à combustible sont conçues pour fournir la puissance maximale dans des conditions précises. Quand ces conditions changent, la pile ne fonctionne pas de manière optimale. Pour pallier cette difficulté dans les piles actives, on se concentre habituellement sur les éléments de la « partie classique » de la pile. En effet, ceux-ci permettent de modifier la puissance de sortie en régulant la concentration de méthanol, le combustible, grâce à des capteurs, des pompes et des soupapes qui compensent la demande variable d'énergie venant du dispositif alimenté. En plus d'accroître la complexité du système et son coût, pareille solution contraint aussi la pile à fonctionner dans des conditions qui ne sont pas optimales, ce qui entraîne souvent une perte au niveau de l'efficacité, de la performance et de la durabilité.

Le problème est encore plus délicat dans les piles à combustible passives dont la « partie classique » est dépourvue des composants supplémentaires avec lesquels on pourrait contrôler la concentration de combustible ou la stœchiométrie de la pile aux diverses puissances requises.

La technologie du CNRC propose un système et une méthode simples permettant d'utiliser une pile à combustible à charge variable. L'approche consiste à appliquer une barrière ajustable et amovible pour couvrir ou découvrir une partie de l'électrolyte, donc la partie active de la pile, afin de réduire ou d'augmenter la puissance de sortie. Ce mécanisme permet aussi de détecter les signes de défaillance ou de détérioration de la pile, et d'y remédier en testant puis en corrigeant de manière sélective la partie dégagée, ou réactive, de la pile.

Avantages

  • Système et méthode simples pour exploiter une pile à combustible de charges variables
  • Solution pour les piles passives dont on ne pouvait réguler la puissance jusqu'ici
  • Solution qui optimise la puissance de sortie des piles à combustible et en accroît l'efficacité dans les dispositifs portatifs de taille plus modeste

Brevets

  • Dossier no 12170 du CNRC : En attente de brevet aux États-Unis et au Canada.

Renseignements

Pour en savoir plus sur cette technologie, veuillez communiquer avec :

Dann Chow, Conseiller de portefeuille
Téléphone : 604-221-3157
Courriel : Dann.Chow@nrc-cnrc.gc.ca

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