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Objectif 3

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Objectif 3-Contribution à la compréhension des E-PEMs sous l’aspect bi-phasique (mai 2019 à mai 2020):

 

Dans leurs travaux, Dedigama et al[1] ont visualisé le mécanisme de formation des bulles d’oxygène grâce à une technique de spectroscopie. Ils ont pu observer:

  • Un régime monophasique apparaissant lors des faibles densités de courant (lorsque la réaction de dissociation n’a pas encore eu lieu), se caractérisant par un nombre de Reynolds laminaire et par une présence uniforme d’eau dans les canaux
  • Un régime biphasique où la réaction de dissociation de l’eau produit un mélange de bulles d’oxygène et d’eau dans le canal.

En particulier, les phases de test effectuées à Londres auprès du Pr Dan Brett durant la thèse du Dr Aubras, ont pu mettre en avant le faite que les régimes Slug flow impactent les performances électrochimiques de la cellule. Cette problématique est d’autant plus importante du faite que les prochaines applications stationnaires de cellule électrolyseur basse pression s’orientent vers des points de fonctionnement où les régimes d’obstruction apparaissent (très haute densité de courant).
Les revues bibliographiques ont pu montrer que ce phénomène n’a été que très peu étudié. Ainsi un des objectifs principaux sera d’étudier le comportement électrochimique (avec la collaboration de L’UCL de Londres) d’une cellule E-PEM lors de l’apparition du Slug Flow régime par le biais de la spectroscopie d’impédance électrochimique (EIS) et de la modélisation analytique.

 

 

 

Livrables obtenus:

  • Revue : Aubras, F., Rhandi, M., Deseure, J., Kadjo, A. J. J., Bessafi, M., Majasan, J., … & Chabriat, J. P. (2021). Dimensionless approach of a polymer electrolyte membrane water electrolysis: Advanced analytical modelling. Journal of Power Sources, 481, 228858.
  • Conf internationale : Rhandi, M., Aubras, F., Kadjo, A. J. J., Druart, F., Grondin-Perez, B., & Deseure, J. (2019, September). Dimensionless approach of a pressurized proton exchange membrane water electrolysis. In 12th European Congress of Chemical Engineering, ECCE12 (pp. pp-1903).

[1] Dedigama, I., Angeli, P., van Dijk, N., Millichamp, J., Tsaoulidis, D., Shearing, P. R., & Brett, D. J. (2014). Current density mapping and optical flow visualisation of a polymer electrolyte membrane water electrolyser. Journal of Power Sources265, 97-103.