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Piles a combustible

643-3 Piles a combustible Matériaux et Chimie (formation initiale sous statut étudiant) S9
Cours : 10 h TD : 0 h TP : 0 h Projet : 0 h Total : 10 h
Responsable : Xavier Portier
Pré-requis
Thermodynamique, Electricité, Matériaux et biomatériaux, électrochimie
Objectifs de l'enseignement
- Aborder le principe de fonctionnement des différentes piles à combustible.
- Savoir l’avantage et l’inconvénients de différentes piles à combustible.
- Le vecteur hydrogène (Stockage et production de l’hydrogène).
- Evaluation du rendement de la pile à combustible.
- Echanges d'énergie dans une réaction chimique.
- Notion d'irréversibilité, Chute de tension, pertes ohmiques.
- Application et innovation.
Programme détaillé
I. Introduction : Défis du secteur de l’énergie, les énergies renouvelables, le vecteur hydrogène
II. Généralités sur la pile à combustible
III. Thermodynamique de la PAC
IV. Cinétiques réactionnelles
V. Rappels d’électrochimie
VI. Les différentes piles à combustible :
- Les PAC à basses températures : DMFC (Direct Methanol Fuel Cell),PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell),AFC (Alkaline Fuel Cell)
- Les PAC à haute températures : MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell), SOFC (Solid Oxide Fuel Cell), PAFC (Phosporic Acid Fuel Cell)
VII. Matériaux pour la production et le stockage de l’hydrogène
VIII. Applications des piles à combustible
IX. Couplage d’une pile à combustible à des sources d'énergies renouvelables.
X. Les piles à combustible microbiennes (pacs)
Applications (TD ou TP)
Non renseigné
Compétences acquises
Acquérir l'expertise dans les domaines suivants :
- Matériaux pour l’énergie
- Production de l’électricité
- Méthodologie de l’innovation dans le domaine de pile à combustible.


Ce module vise le niveau 3/3 (expertise) de compétences pour une partie du bloc 2 (2.2: Aptitude à prendre en compte les enjeux environnementaux) et la totalité des blocs 3 (synthétiser), 4 (modéliser et caractériser) et 5 (tester et valider des solutions innovantes).
Bibliographie
Des travaux de recherche scientifique récents sur les piles à combustible ont été utilisé pour la mise à jour du cours.

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