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Durabilité et fiabilité des systèmes électrochimiques et leur seconde vie

Les systèmes électrochimiques peuvent être limités dans leur durée de vie et dans leur fiabilité vis-à-vis d’une fonction donnée, ou de la sécurité en fonctionnement. L’objectif du sous-groupe est donc, à travers un ensemble d’outils expérimentaux et de modèles adaptés, de parvenir à une meilleure maîtrise du fonctionnement des générateurs électrochimiques et de prolonger leur utilisation (seconde vie). En effet, il est primordial de comprendre les corrélations entre dégradations des composants internes des systèmes électrochimiques et performances et/ou sécurité en fonctionnement. L’enjeu sera donc de comprendre les mécanismes de dégradations et de proposer des stratégies à l’échelle de la gestion du stack/pack pour minimiser leurs impacts.
Le développement de modèles de vieillissement, validés par l’expérience, permettra de tirer des enseignements applicables à l’échelle du système, tel que le BMS (Battery Management System) pour les batteries. Dans le cas des PEMFC, nous avons pour ambition de développer une technique innovante associant la spectroscopie d’impédance électrochimique (SIE) et la mesure des champs magnétiques pour détecter les défauts contenus dans les AME de PEMFC et permettre une compréhension des mécanismes de propagation de ces défauts (collaboration pérenne avec G2Elab et le CEA-Liten à Grenoble, avec lequel nous souhaitons monter une équipe commune).
Par ailleurs, aujourd’hui arrivent en fin de vie les premières générations de batteries mises en œuvre dans les véhicules électriques. Si ces batteries sont jugées « impropres » pour des applications transports, elles représentent néanmoins une capacité de stockage d’énergie encore importante permettant d’envisager des seconds usages. Nous allons adapter les mesures d’émission acoustique pour en faire un outil fiable de diagnostic en les couplant aux mesures d’impédance électrochimique (spectroscopie d’impédance acousto-électrochimique) en collaboration avec CEA-INES. Enfin, la dispersion des cellules issues des gisements de première vie doit être prise en compte dans l’assemblage des batteries de seconde vie. Pour ce faire, il est important de développer des études à l’échelle de la batterie et du pack, en couplant des approches de nature électrochimique, thermique et électrique.

mise à jour le 15 novembre 2019

Univ. Grenoble Alpes