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ACRONYME : Titre du projet Page

ALHAMO : Absorbants Légers d'Hydrogène pour Applications Mobiles 2

BALISES Phase2 : Validation des protocoles d’évaluation des AME et fiabilisation de la technologie EVOPAC par un traitement statistique des résultats d’une campagne d’expérimentation avec mise en situation opérationnelle réelle

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CASTAFHYOR : CAtalyse et STAbilité des phases Formées au cours de l’HYdrolyse des bORohydrures. 4

CELEVA : Etude et développement d'un assemblage électrode/électrolyte à conduction protonique avec réalisation d'une cellule d'électrolyse de la vapeur

5

CERAMET : Composite céramique-métal pour EHT et SOFC 6

CHAMEAU : CompréHension et AMélioration de la gestion de l’EAU dans les PEMFC 7

DIAPASON : Méthodes de DIAgnostic pour Piles à combustible pour les applications Automobile et Stationnaire sans instrumentatiON

8

ECOTRANSHY : Modèles économiques de déploiement des réseaux de transport/distribution d’hydrogène 9

EOLHY : Alimentation électrique ininterrompue autonome à partir de sources renouvelables intermittentes par production et stockage d’hydrogène et pile à combustible

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FISYPAC - phase 2 : Fiabilisation Système Pile A Combustible – phase 2 11

GAPPAC : Groupe Auxiliaire de Puissance à Pile à Combustible 12

GEN-BOX : Générateur électrique, autonome et transportable à PEM haute température et reformeur multicombustible

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GENSTOCK2 : Production décentralisée d’hydrogène pur avec captation du CO2 14

HYDROMEL : Evaluation des risques pour le transport d’HYDROgène énergie pur ou en MELange avec le gaz naturel

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MENHYR : Membranes Hybrides Robustes 16

MICONOS-H2 : MIcro pile à COmbustible pour applications NOmadeS 17

OPTICAT : OptImisation des catalyseurs 18

POLHYTUBE : Développement et étude de matériaux innovants pour les réseaux de distribution d’Hydrogène

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POLIMPAC : Evaluation de l’impact des polluants sur les performances des piles à combustible de type PEM

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PRODHYGE : Réalisation d’un démonstrateur d’une architecture innovante pour la production d’hydrogène par électrolyse haute température

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SIPOPAC : Etude de sources d’hydrogène à base de nano-poudre de Si poreux et Etude de leur intégration dans des piles à combustibles portables

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SPACT 80 : Système à base de Pile A Combustible pour le Transport d’une puissance de 80kWe(Projet fédérateur de Générateur Modulaire Hybride à Pile à Combustible pour applications embarquées ferroviaires et routières)

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Projets financés au titre de l'édition 2006 du prog ramme

"Plan d'Action National sur l'Hydrogène et les pile s à combustible"

Programme

Décembre 2006 - 18 mois

Edition 2006

Début et durée

M. Pascal [email protected]

534 342 euros

ANR-06-PANH-019

Le projet de recherche ALHAMO, alliant à la fois un constructeur automobile et des laboratoires de recherche, a pour objectif de développer de nouveaux matériaux pour le stockage embarqué d'hydrogène dans les véhicules.Deux familles de matériaux seront étudiées : les alanates et les nitrures. Ils devront répondre au cahier des charges du système défini par PSA.Des travaux de modélisation ab initio qui seront réalisés par l'IFP serviront d'une part à orienter le choix des formulations des matériaux et permettront, d'autre part, une meilleure compréhension des mécanismes de stockage et de désorption de l'hydrogène dans les matériaux.Les matériaux seront ensuite synthétisés (LCMTR, LRCS, SCR), puis caractérisés : leurs capacités de stockage (massique et volumique) seront déterminées expérimentalement (IFP, LCMTR, LRCS, SCR) par des techniques complémentaires.

Une analyse du cycle de vie complet de ces matériaux dans leur application finale (ALPHEA) sera réalisée. Enfin, une étude technico-économique permettra de sélectionner les formulations de matériaux présentant le meilleur compromis économique vis à vis de l'application finale (ALPHEA). Les potentialités de ces matériaux ainsi que l'impact environnemental de leur utilisation dans des systèmes de stockage embarqués pourront être évaluées.

Partenaires

Aide de l'ANR

CNRS - UMR 6226 - Sciences Chimiques de Rennes (SCR)

Résumé

Référence

Plan d'Action National sur l'Hydrogène et les piles à combustible

Titre du projet

Coordinateur

IFP (partenaire coordinateur)ALPHEA Hydrogène Peugeot Citroën Automobiles (PSA)CNRS - UMR 7182 - Chimie Métallurgique des Terres Rares (LCMTR)CNRS - UMR 6007 - Laboratoire de Réactivité et Chimie des Solides (LRCS)

ALHAMO : Absorbants Légers d'Hydrogène pour Applica tions Mobiles

Programme

Janvier 2007 - 24 mois

Edition 2006

Début et durée

Mme Delia [email protected]

2 158 214 euros

ANR-06-PANH-015

BALISES Phase2 est l’étape expérimentale du projet BALISES déposé et accepté lors de l’appel à projet PAN-H 2005. Les principaux objectifs du projet BALISES sont l’établissement et la validation des protocoles d’évaluation prédictifs des AME intégrés dans la technologie AXANE en fonction des applications cibles retenues, à savoir le fonctionnement continu en base et le fonctionnement intermittent pour des applications de secours et/ou de couplage avec des énergies renouvelables, et l’optimisation de l’interface de l’AME avec l’application au travers du système pile, l’électronique de puissance et de commande dont la conception et les performances peuvent impacter directement sur les performances des AME et les protocoles d’évaluation. Les données permettant de « nourrir » l’établissement des protocoles d’évaluation sont recueillies au cours d’une campagne sur le terrain mettant en situation des systèmes AXANE dans des conditions d’utilisations représentatives.

En s’appuyant sur les évaluations des propriétés d’usage des systèmes et de leurenvironnement sur les sites de téléphonie sélectionnés, la recherche et la définition demarqueurs de vieillissement pertinents des AME, signes annonciateurs de la fin de viedes piles permettra de proposer un (ou des) critères de fin de vie selon les conditionsd’utilisation, de fournir les données nécessaires au développement d’outils prédictifs etenfin de proposer des alternatives ou améliorations fiables et économiquement viableslevant ainsi les verrous au développement de la technologie PAC.La phase 1 est la mise en place des moyens d’expérimentation et leurs qualifications.La phase 2 consiste en la conduite de l’expérimentation terrain et la présentation desconclusions.

Partenaires

Aide de l'ANR

BOUYGUES TELECOM

Résumé

Référence


Titre du projet

Coordinateur

AXANE (partenaire coordinateur)3M FranceARMINES CEPCNRS LMOPS A2E TECHNOLOGIES-ENERTRONIC

BALISES Phase2 : Validation des protocoles d’évalua tion des AME et fiabilisation de la technologie EVOPAC par un trait ement statistique des

résultats d’une campagne d’expérimentation avec mis e en situation opérationnelle réelle

Programme


Edition 2006

Partenaires

Résumé

Référence

Début et durée

Aide de l'ANR

ANR-06-PANH-017

Parmi les composés intéressants pour stocker l'hydrogène, les borohydrures sont des candidats incontournables et l'hydrolyse des borohydrures alcalins est une voie prometteuse pour le dégagement contrôlé d'hydrogène nécessaire à de nombreuses applications. Deux difficultés majeures sont apparues lors du développement des projets en cours utilisant cette méthode : la manque de données susceptibles de permettre une comparaison rigoureuse des différents catalyseurs, et le peu de connaissances thermodynamiques relatives aux produits formés après l’hydrolyse.La maîtrise de l’hydrolyse est un point clé pour l’emploi des borohydrures. A température ambiante, les catalyseurs utilisés actuellement n'offrent pas toujours une efficacité suffisante mais le développement de nouveaux composés plus performants implique la mise au point d’un outil permettant de mesurer cette efficacité. L’élaboration de nouveaux catalyseurs, nano-métalliques, salins ou supportés, ainsi que leur test par les équipes associées développant les systèmes suivra cette caractérisation.

La seconde partie de l’étude proposée concerne l’optimisation de la gestion de l’eau aucours et après l’hydrolyse. Au cours de la réaction, l’eau devient un réactif et lerendement de stockage de l’hydrogène est fonction de la stœchiométrie borate–eauaprès réaction. Ainsi il chute de 10.8% à 7.2% selon l’hydrate du métaborate formé. Ladétermination des constantes thermodynamiques et de la stabilité thermique desdifférents borates formés sera effectuée pour permettre l’optimisation des conditionsexpérimentales dans les systèmes développés. Une étude cinétique de l’établissementdes équilibres entre borates et borohydrures sera également effectuée.

[email protected]

657 497 euros

M. Philippe CAPRON


Titre du projet

Coordinateur

CEA (partenaire coordinateur)

CNRS IRCLaboratoire Hydrazine et Procédés – UCB Lyon 1AIR LIQUIDEPEUGEOT CITROËN AUTOMOBILES

CASTAFHYOR : CAtalyse et STAbilité des phases Formé es au cours de l’HYdrolyse des bORohydrures.

LMI – UCB Lyon 1

Programme


Edition 2006

Début et durée

Mme Béatrice [email protected]

2 081 048 euros

ANR-06-PANH-005

L'électrolyse de l’eau à haute température est une technique souple et non polluante de production de H2, vecteur énergétique du futur. La chaleur et l’électricité utilisées peuvent être fournies par une source d'énergie peu coûteuse comme une centrale nucléaire.Ce procédé, considéré comme attractif dans le passé, a été limité par des problèmes de tenue des matériaux de structure au-delà de 800°C. En effet, l’électrolyte utilisé, la zircone stabilisée à l’yttrium, a une conductivité O2- suffisante seulement au-dessus de 750°C/800°C. Des études technico-économiques récent es montrent qu’à ces températures, le coût d’une installation industrielle nécessitant des matériaux très spéciaux serait prohibitif. Les céramiques type perovskite, conducteurs protoniques, devraient permettre d'atteindre des conductivités acceptables, vers 500/600°C.

Sur la base des résultats positifs de l'ACI Maeleva concernant l’électrolyte, le projetCeleva cible la validation et la mise au point d’un cœur d’électrolyseur fonctionnant à500-600°C.La recherche portera sur :• la mise au point d’électrodes avec des matériaux favorisant le transfert électronique,et ayant de faibles surtensions grâce à l’élaboration d’une structure poreuse.• la mise au point de l’assemblage électrolyte/électrode avec une bonne densificationde l’électrolyte à l’interface électrode/électrolyte pour éviter l’électrolyse interne etminimiser les résistances de contact tout en conservant une bonne résistancethermomécanique. Les travaux conduiront à la réalisation d’une cellule d’électrolyse modèle.Le partenariat pluridisciplinaire, ciblé ici, entre les labos CNRS, AREVA NP et SCTdevrait permettre de mener à bien ce projet, avec une valorisation industrielle desrecherches proposées.

Partenaires

Aide de l'ANR

SCT

Résumé

Référence


Titre du projet

Coordinateur

AREVA NP ( partenaire coordinateur)CNRS IEM CNRS LISE CNRS LADIRENSM/SE

CELEVA : Etude et développement d'un assemblage éle ctrode/électrolyte à conduction protonique avec réalisation d'une cellul e d'électrolyse de la

vapeur

Programme



Titre du projet

Coordinateur

EDF (partenaire coordinateur)UTBMCIRIMATUGINE&ALZCEA

CERAMET : Composite céramique-métal pour EHT et SOF C

L’objectif du projet est de réduire le cout et améliorer les performances des technologies électrochimiques haute température (EHT et SOFC) en utilisant des composites métal-céramique dans deux éléments de la cellule EHT/SOFC : la plaque bipolaire d’interconnexion et le support mécanique de la cellule électrochimique. L’utilisation d’un acier commercial tel que le F17TNb d’Ugine permet de réduire d’un facteur 100 le coût de l’interconnecteur. Afin de le rendre compatible avec les contraintes de la cellule électrochimique, il doit être revêtu d’une couche de protection céramique conductrice.

Aide de l'ANR

L’utilisation d’un support mécanique métallique de cellule, en plus des bénéficestechniques (meilleur cyclage thermique, meilleure répartition de la chaleur, meilleurecollecte de courant, possibilité d’effectuer un reformage interne dans le métal poreux),apporte un avantage économique important. Un support mécanique poreux seradéveloppé et optimisé pour l’application. Deux techniques de dépôt seront utilisées quiévitent une étape de frittage des céramiques à haute température : le dépôt par voie sol-gel et le dépôt par projection plasma atmosphérique. Les performancesélectrochimiques et la durée de vie de ces cellules de 3ème génération etinterconnecteur protégé seront validées en laboratoire.

Edition 2006

Partenaires

Résumé

Référence

Début et durée

M. Zahid [email protected]

961 214 euros

ANR-06-PANH-007

Programme



Titre du projet

Coordinateur

CEA (partenaire coordinateur)INPT IMFT LET UMR CNRS 6608 - ESIP, Université de Poitiers et ENSMA INPG LTPCMEcole Centrale de Lille

CHAMEAU : CompréHension et AMélioration de la gesti on de l’EAU dans les PEMFC

ANR-06-PANH-022

Le projet Chameau (CompréHension et Amélioration de la gestion de l’eau dans les PEMFC) est construit autour de la gestion de l’eau dans les piles PEMFC. Il commence par une étude des mécanismes et des paramètres qui gouvernent le taux d’hydratation au sein des Assemblages Membrane Electrodes (AMEs). Pour cela des outils expérimentaux et numériques seront développés pour étudier de façon prédictive les transferts diphasiques dans l’AME. Des essais instrumentés seront réalisés sur des AMEs de référence, et des AMEs modèles conçus spécifiquement pour étudier séparément les paramètres déterminants (porosité, mouillabilité, écrasement, etc.). Sur la base de ces essais, des modèles de comportement seront développés et validés, à l’échelle locale pour les composants puis à l’échelle globale de la cellule. Les outils ainsi mis au point permettront de proposer, au regard de la gestion de l’eau, des conditions optimales de fonctionnement pour les composants existants et/ou des composants d’AME améliorés pour des conditions de fonctionnement visées. Les innovations seront validées expérimentalement.

Partenaires

Aide de l'ANR

PCAHELION

Résumé

Référence

PAXITECH

Edition 2006

Début et durée

M. Joel [email protected]

1 497 112 euros

Programme


[email protected]

1 040 872 euros

ANR-06-PANH-004

Partenaires

Aide de l'ANR

Référence

Début et durée

INRIACEA

Mme Ludmila GAUTIER

L’objectif du projet est de développer des méthodes de diagnostic pour piles à combustible en utilisant le stack comme capteur et en limitant l’instrumentation. Ces techniques de diagnostic pourront être utilisées soit en temps réel (par couplage avec le système de contrôle de la pile : « On Board Diagnostic ») soit lors d’opérations de maintenance régulières et planifiées. Elles permettront ainsi d’améliorer la fiabilité du système de pile et d’augmenter sa durée de vie en anticipant les phénomènes de dégradation.Les techniques développées sont basées sur 2 types de modélisation : les modèles d’identification, dans le domaine temporel et fréquentiel (utilisation de la spectroscopie d’impédance), ou la modélisation physique. Les paramètres du modèle d’identification sont établis pour différentes technologies de stacks conçues pour des applications transport et stationnaire. Un fonctionnement en conditions normales puis en mode dégradant pour le stack (augmentation de la teneur en CO à l’anode, dessèchement de la membrane, anode sur-humidifiée) sera étudié. L’enjeu du projet est d’identifier les grandeurs mesurables discriminantes, et les mesurer au cours d’un fonctionnement en conditions réelles. Elles serviront de données d’alerte pour le système de contrôle ou lors d’opérations de maintenance. Enfin, le projet permettra également d’évaluer l’intérêt de la modélisation physique par rapport aux modèles comportementaux.

Edition 2006

Coordinateur

EDF (partenaire coordinateur)FCLAB/L2ES/LTNHELION


Titre du projetDIAPASON : Méthodes de DIAgnostic pour Piles à comb ustible pour les

applications Automobile et Stationnaire sans instru mentatiON

Résumé

Programme



Titre du projet

Coordinateur

Gaz de France (partenaire coordinateur)TOTALIFPULCO - IMN

ECOTRANSHY : Modèles économiques de déploiement des réseaux de transport/distribution d’hydrogène

ANR-06-PANH-010

L’hydrogène apparaît désormais comme une solution crédible face aux enjeux énergétiques à venir, et son développement induira vraisemblablement un besoin important de moyens d’acheminement entre les lieux de production et les consommateurs. Ce besoin pourrait à terme être en grande partie satisfait par un réseau de canalisations de transport/distribution. Il n’y a cependant pas encore aujourd’hui de vision claire sur la structure d’un tel réseau et sur son déploiement dans le temps. Une bonne prise en compte du critère économique – au même titre que la faisabilité technique ou la sécurité - est indispensable pour appréhender ces problématiques. Le projet ECOTRANSHY, qui rassemble Gaz de France, Total, l’IFP et le partenaire universitaire, l’ULCO, vise à faire progresser notre prise en compte du critère économique en développant un modèle de coûts de réseaux fiable et transparent, tenant compte dès sa conception des spécificités de l’hydrogène énergie. En s’appuyant sur l’état de l’art international dans le domaine, un modèle original sera élaboré, prenant en compte les caractéristiques des réseaux de transport et distribution, les conditions particulières d’exploitation, l’évolution des coûts de l’énergie et des matières et les contraintes induites par la sécurité.L’outil sera ensuite validé et utilisé pour réaliser des études de cas sur la base de scénarios établis par le projet Hyways/Hyfrance. Une comparaison avec les méthodes alternatives d’acheminement de l’hydrogène sera également effectuée.Le modèle développé dans le cadre du projet sera une brique importante des outils de décision visant à concevoir et planifier les futurs réseaux hydrogène. Une autre sortie du projet sera l’établissement de recommandations pour orienter les futures recherches dans le domaine.

Partenaires

Aide de l'ANR

Résumé

Référence

Début et durée

M. Jean [email protected]

141 485 euros

Edition 2006

Programme


Edition 2006


Titre du projet

Coordinateur M. Frederick LOCKWOOD

AXANECETHLaboratoire IXL - Univ. Bordeaux SUPELEC

EOLHY : Alimentation électrique ininterrompue auton ome à partir de sources renouvelables intermittentes par production et stockage

d’hydrogène et pile à combustible

ANR-06-PANH-008

L’hydrogène peut être produit de manière « propre » par de l’électricité dite « verte » via l’électrolyse de l’eau. L’utilisation d’énergie renouvelable pour la production d’hydrogène est un point clé afin que ce nouveau vecteur conserve ses avantages environnementaux. Il est de plus nécessaire de développer cette filière simultanément aux progrès réalisés sur les piles à combustibles qui consommeront cet hydrogène.Aujourd’hui, pour la majorité des applications, la pile à combustible alimentée en hydrogène n’est pas rentable par rapport aux systèmes classiques, à combustion interne, consommant des énergies fossiles. C’est pourquoi le développement des piles à combustibles et des technologies relatives à la production et au stockage de l’hydrogène sont nécessaires.

Cependant, cette technologie est d'ores et déjà compétitive pour certains marchés de niches. Une de ces applications est l’alimentation de sites isolés pour lesquels la connexion au réseau est très onéreuse voire impossible. De plus, pour ce type de marché souvent difficile d’accès, il est très intéressant d’avoir une installation autonome. Ainsi, ces applications se prêtent parfaitement à un système d’alimentation basé sur l’utilisation des énergies éolienne et solaire couplées à un stockage d’hydrogène et à une pile à combustible. Cette méthode permet de stocker l’énergie produite de manière excédentaire, lors des périodes fastes, et de la restituer lorsque le vent ou l’ensoleillement faiblissent.Ce projet vise à démontrer l'intégration des différents composants de la chaîne énergétique (source renouvelable, électrolyseur, pile à combustible, stockage intermédiaire d'hydrogène) en optimisant en particulier l'interfaçage et le dimensionnement des composants.

Partenaires

Aide de l'ANR

UPS ICMM

Résumé

Référence

AIR LIQUIDE (partenaire coordinateur)

Début et durée

[email protected]

1 120 428 euros

Programme


Edition 2006

Début et durée

ARCELORMITTAL INNOVATION

M. Francis [email protected]

2 796 146 euros

Pour le système pile à combustible, on assurera l’achat ou la réalisation des composants et leurs assemblages. Le système sera validé sur table pour s’assurer que les objectifs de performance exprimés en terme de densité de puissance spécifique sont compatibles avec une intégration véhicule. Les objectifs fixés sont au meilleur niveau mondial.Au niveau du véhicule, le périmètre du projet concernera l’intégration du système pile à combustible, son hybridation avec la batterie ainsi que son alimentation en hydrogène, l’intégration de la chaîne de traction. Les tests dynamiques du système embarqué sur véhicule en situation de vie permettront de valider que les régimes de fonctionnement répondent aux exigences de performance et de fiabilité système et véhicule.A l’issue de ce projet, l’expérience acquise tant au cours des essais de fiabilisation pile qu’au cours du développement et des essais du véhicule permettra à terme de concevoir une nouvelle génération de piles à combustible optimisée pour l’application automobile.

La fiabilisation attendue portera notamment sur l’étanchéité des différents circuits fluides, la résistance à la corrosion des plaques bipolaires, la durée de vie et la performance des Assemblages Membrane Electrodes.

ANR-06-PANH-016

Le projet FiSyPAC dans son ensemble vise à réaliser et à fiabiliser un générateur électrique à pile à combustible d’une puissance de 17 kW qui sera intégré et testé à bord d’un véhicule.FISYPAC est scindé en 2 phases successives, la phase 1 du projet a été labellisée puis financée en décembre 2005.L’objet de ce dossier concerne la phase 2 des travaux dont l’engagement est conditionné par un passage de jalon décisionnel qui aura lieu en juin 2006.Pour rappel, la phase 1 en cours vise à définir les spécifications préliminaires et les architectures des différents sous-systèmes (pile, module de puissance, architecture électrique/électronique) et du véhicule.Les activités phase 2 concernent :Pour la pile, les études exploiteront les résultats des travaux effectués précédemment dans le cadre du projet GENEPAC labellisé par le réseau Paco ainsi que ceux issus de la phase 1 du projet FiSyPAC. Elles viseront l’amélioration de la définition actuelle par rapport à un objectif de maîtrise des processus de conception, d’assemblage et de choix matière.

Partenaires

Aide de l'ANR

A2E TECHNOLOGIES-ENERTRONICSHERPA ENGINEERING

Résumé

Référence

3D-PLUS


Titre du projet

Coordinateur

Peugeot Citroën Automobile (partenaire coordinateur)CEAUTBM-FCLabSAFTBERTIN TECHNOLOGIES

FISYPAC - phase 2 : Fiabilisation Système Pile A Co mbustible – phase 2

IMPHY ALLOYS

Programme



Titre du projet

Coordinateur

NEXTER (partenaire coordinateur)N-GHYAIRBUS FranceECL LMFAARMINES SPIN

GAPPAC : Groupe Auxiliaire de Puissance à Pile à Co mbustible

ANR-06-PANH-012

Ce projet constitue le premier volet d'un projet global de 4 ans dont l’objectif est de réaliser un Groupe Auxiliaire de Puissance à Pile A Combustible (GAPPAC) générique pour les applications de transports (terrestre, aérien, maritime, fluvial ,…). Ce GAPPAC aura une fonction de trigénération, fonctionnera sous pression et sera alimenté par le carburant du véhicule : du gazole commercial aisément remplaçable par un biocarburant. Ce groupe autonome sera conçu, réalisé et intégré à bord d’un véhicule blindé répondant ainsi à la demande croissante d’énergie électrique et thermique (chauffage et climatisation). Les puissances demandées sont de 20 à 25 kWel et 25 à 30 kWth Le système GAPPAC sera fortement intégré à l’architecture du véhicule. Un turbo compresseur permettra d’optimiser la pressurisation du système. Le GAPPAC pourra fonctionner en atmosphère polluée.

Partenaires

Aide de l'ANR

INRETS LTNCNAM IFFI

Résumé

Référence

FCLAB/L2ES/LTN

Edition 2006

Début et durée

M. Martial [email protected]

1 459 177 euros

Le projet doit permettre de fédérer les acteurs pour initier une filière industrielle pour les auxiliaires de puissances embarqués. GIAT Industries représentera le secteur militaire, AIRBUS le secteur aérien et l’INRETS les applications routières. Le marché visé est européen.Le système GAPPAC sera développé et réalisé par la société N-GHY de même que le générateur d’hydrogène. La pile à combustible de type PEMFC sera adaptée et fournie par le laboratoire allemand ZSW. Des essais sur plate-formes selon les conditions d'usage seront réalisés par FC-LAB. L’intégration dans le véhicule (interfaces mécaniques et électriques) sera prise en charge par GIAT Industries. Le projet sera également réalisé en partenariat avec le LMFA (CNRS) pour les aspects mini turbomachines, et ARMINES-EMSE pour les capteurs en ligne. Le module d’utilisation thermique pour les besoins de chauffage et de climatisation sera réalisé par l’IFFI (CNAM).La partie du projet soumise dans cet appel à projets, d'une durée de 27 mois, concerne la validation du concept et le développement des composants du système GAPPAC (reformeur, pile). Leur intégration sera à envisager ultérieurement dans une deuxième partie.

Programme


Edition 2006

Début et durée

M. Patrick [email protected]

1 019 607 euros

ANR-06-PANH-020

Partenaires

Aide de l'ANR

Résumé

Référence


Titre du projet

Coordinateur

SNECMA (partenaire coordinateur)IRMAAUERLE MOTEUR MODERNECNRS IRC

GEN-BOX : Générateur électrique, autonome et transp ortable à PEM haute température et reformeur multicombustible

Le projet GEN-BOX a pour objet la réalisation et l’expérimentation d’un prototype de générateur électrique portable associant une unité de production d’hydrogène à une pile de type PEM.Ce générateur fonctionne à partir de différents combustibles, prioritairement le gaz naturel, le propane, le biogaz épuré et potentiellement l’éthanol et le GPL. La pile fonctionne à haute température, supérieure à 150°C.Cette nouvelle technologie, tolérante au CO, constitue une rupture par rapport à l’existant dans la mesure où elle permet :- de simplifier le reformeur en évitant l’étape délicate de l’oxydation sélective du CO- de s’affranchir de l’humidification contraignante des réactifs- de faciliter la gestion thermique de la pile et d’améliorer le rendement du système en mode co-génération.GEN-BOX va mettre en œuvre et valider expérimentalement ces avantages très significatifs en y intégrant également deux innovations :- un concept de réacteur échangeur à micro-canaux visant simultanément à améliorer la dynamique du système et réduire la masse et l’encombrement du réacteur- une intégration mécanique et fonctionnelle poussée pile-reformeur permettant de répondre aux critères de portabilité et de disponibilité.Le projet se déroule en deux étapes :- la validation des objectifs sur maquettes fonctionnelles de la pile et du reformeur et sur leur couplage- l’expérimentation d’un prototype en conditions représentatives d’utilisation et l’exploitation des résultats.

Programme


Edition 2006

Début et durée

M. Didier [email protected]

1 168 443 euros

Ces modules sont : le reformeur basé sur la technologie non catalytique haute température, le module froid avec la désulfuration par action du ZnO et le shift avec catalyseur faiblement pyrophorique et thiotolérant, le module de purification membranaire (Pd) et le module de traitement des rejets dont la condensation et l’épuration du CO2 sous 60 bar à température ambiante.

ANR-06-PANH-009

Le programme GENHSTOK aboutira fin 2010 à la réalisation d’unités de production décentralisée d’hydrogène pur (30 à 1000 Nm3/h), multicombustibles (valorisant en particulier des biocombustibles : biogaz, bioéthanol, huiles végétales et esters, et aussi le gaz naturel et les combustibles contenant du soufre) notamment pour le marché des futures stations services à hydrogène. Ces unités sous pression (60 bars) utilisant de l’O2 pur, permettront la captation du CO2 pour sa valorisation locale (industrielle, agricole ou alimentaire).La présente soumission, le projet GENHSTOK2, concerne 18 mois du programme GENHSTOK : mi 2006 – fin 2007. Son objectif est de confirmer la faisabilité d’une unité complète de 30 Nm3/h pour fin 2007. Cette faisabilité sera basée sur la conception, la réalisation et les tests des 4 principaux modules constitutifs à une échelle représentative.

Partenaires

Aide de l'ANR

Résumé

Référence

Un reformeur de 30 Nm3/h a déjà été conçu, construit et testé en 2005 ; il sera dupliqué pour faire l’objet d’essais multicombustibles longue durée d’optimisation de performances, de conduite automatisée et de matériaux. Après 9 mois, il sera couplé avec le Module Froid (désulfuration / shift). Membrane de purification et traitement du CO2 feront l’objet d’essais à échelle plus réduite. Des études de prospectives valideront la pertinence du positionnement économique avec notamment les avantages de la production d’H2 sur site et du potentiel de valorisation locale de CO2.


Titre du projet

Coordinateur

N-GHY (partenaire coordinateur)ENTREPRISECNRS IRCCNRS CROMEPALPHEA HYDROGENE

GENSTOCK2 : Production décentralisée d’hydrogène pu r avec captation du CO2

Programme



Titre du projet

Coordinateur

INERIS (partenaire coordinateur)CNRS - LCSRCEA - LTMFCNRS - LCDGaz de France

HYDROMEL : Evaluation des risques pour le transport d’HYDROgène énergie pur ou en MELange avec le gaz naturel

ANR-06-PANH-001

L’utilisation d’hydrogène énergie implique à moyen et long terme le développement de solutions de transport et de distribution. Seule l’option de transport et de distribution par canalisation permet d’envisager une utilisation importante et distribuée de ce vecteur. Nous pouvons aujourd’hui retenir deux scénarios de transport par canalisation : § L’utilisation du réseau de gaz naturel existant, en l’état ou modifié, par lequel serait transporté l’hydrogène en mélange avec du gaz naturel, jusqu’à éventuellement l’hydrogène pur dans certaines branches,§ Le développement d’un réseau dédié à grande échelle avec des caractéristiques de diamètre, pression et de choix des matériaux adaptés.Quel que soit le scénario de développement, la présence en proportion plus ou moins importante d’hydrogène est de nature, en situation accidentelle, à modifier les conséquences propres à la seule présence de gaz naturel. Si cette hypothèse est confirmée, des nouvelles contraintes d’une part de dimensionnement des réseaux et d’autre part de sécurité seront à définir préalablement au développement du transport d’hydrogène énergie.

Partenaires

Aide de l'ANR

AIR LIQUIDE

Résumé

Référence

Edition 2006

Début et durée

M. Laurent [email protected]

996 648 euros

Dans ce cadre, un consortium comprenant le CEA, Air Liquide, Gaz de France, le LCSR (CNRS) et le LCD (CNRS) et coordonné par l’INERIS a décidé de se focaliser sur ces questions dont les enjeux économiques et environnementaux sont importants pour la France.Le projet HYDROMEL a pour objectif d’évaluer les risques pour le transport d’HYDROgène énergie pur ou en MELange avec le gaz naturel afin d’aboutir à des recommandations pour le déploiement en toute sécurité du transport d’hydrogène énergie.Le projet se propose d’étudier les conséquences accidentelles d’une perte de confinement selon la proportion d’hydrogène transporté. Le cas du transport d’hydrogène pur sera notamment considéré. L’évaluation des risques implique, au préalable, de déterminer expérimentalement les données fondamentales d’entrée des codes de sécurité (combustion, détonation…) des mélanges gaz naturel / hydrogène. Enfin, à l’issue de ces études, les résultats du projet seront partagés avec les opérateurs, l’administration et le public dans le cadre d’une conférence nationale.

Programme


Edition 2006

Début et durée


Titre du projet

Coordinateur

CEA (partenaire coordinateur)CNRS LCM

LCMCCNRS - LAMMI

MENHYR : Membranes Hybrides Robustes

L’objectif du projet est de valider la possibilité d’une conduction protonique pour membranes PEMFC sur une large gamme de températures allant de –20°C à +200°C. Pour cela, le programme de développement s’appuie sur les capacités de conduction protonique des groupements sulfoniques et des groupements phosphoniques ainsi que sur les capacités de rétention d’eau de phases inorganiques. Des membranes hybrides organiques / inorganiques possédant à la fois une conduction protonique par groupements sulfoniques, intervenant sur la gamme –20°C à 100°C, et une conduction protonique par groupements phosphoniques, intervenant entre 150°C et 200°C seront développées et évaluées dans le cadre du projet. La phase inorganique, grâce à l’amélioration des propriétés de rétention d’eau qu’elle est capable d’apporter au matériau, sera utilisée pour supporter une conduction protonique suffisante entre 100°C et 150°C, c’est-à-dire entre les gammes de températ ures spécifiques aux deux types de groupements protoniques utilisés.

Partenaires

Aide de l'ANR

EDF

Résumé

IRMA

PCI

hervé[email protected]

1 958 780 euros

L’approche envisagée consiste à greffer directement sur des phases inorganiques, des groupements conducteurs protoniques, de type sulfonique et de type phosphonique et d’étudier les propriétés électrochimiques correspondantes afin d’identifier les conditions limites de fonctionnement propre à chaque système. Le projet inclut également un volet sur les membranes à base de polybenzimidazole dopé par l’acide phosphorique présentant des propriétés de conduction protonique et de stabilité satisfaisantes entre 150 et 200°C. L’objectif de cette partie est de diminue r cette température de fonctionnement par l’ajout d’une phase inorganique. Le couplage de deux types de conduction protonique dans un même matériau sera envisagé sous toutes ses formes en fonction des niveaux de conductivité accessibles et des limitations de chaque système, en considérant par exemple l’utilisation d’une matrice organique sulfonique couplée avec une phase inorganique phosphonique, ou encore la présence de deux phases inorganiques, l’une conductrice sulfonique, l’autre conductrice phosphonique dans une matrice inerte.

M. Hervé GALIANO

ANR-06-PANH-006Référence

Programme



Titre du projet

Coordinateur

CEA (partenaire coordinateur)ST MicroelectronicsCNRS - LACCO CNRS - FEMTO-STLMP Univ Tours

MICONOS-H2 : MIcro pile à COmbustible pour applicat ions NOmadeS

ANR-06-PANH-018

Ce projet a pour principal objectif de valider de nouveaux matériaux et un nouveau concept de cœur de pile « tout solide » à hydrogène pour des applications dites de « faible puissance ». Ce concept, en totale rupture par rapport à celui des piles à combustible classiques, permet une miniaturisation extrême, et présente une densité d’énergie 5 à 10 fois supérieure à celle des batteries lithium utilisées dans les applications nomades. De plus, la technologie proposée présente un coût d’exploitation très faible et sera transposable aux systèmes de forte puissance dans le futur.

Partenaires

Aide de l'ANR

ALTATECH

Résumé

Référence

Edition 2006

Début et durée

M. Jean-Yves [email protected]

1 286 135 euros

Des résultats préliminaires ont déjà permis d’identifier la structure de ce cœur de pile ; celle-ci repose sur la réalisation de silicium poreux, pour créer la surface spécifique sur laquelle seront déposées les couches actives et également servir de diffuseur. Ces études ont également montré que l’utilisation des nanotechnologies pour le dépôt des couches actives est indispensable pour bénéficier à 100% de l’avantage du silicium poreux. Des essais avec des substrats de type céramique, ayant des propriétés de porosité similaires à celles du silicium poreux, pourront être menés afin d’évaluer la pertinence de ce système pour des applications « moyenne puissance », c’est-à-dire entre 10 et 100W. L’objet délivré en fin de projet est un démonstrateur multi cellules de quelques watts ; il sera réalisé par l’assemblage de briques technologiques et testé dans des conditions représentatives des applications portables. Il s’agira d’une micro pile à combustible hydrogène, dont les densités d’énergie seront de l’ordre de 1000Wh/kg compatibles avec les applications visées.

Programme



Titre du projet

Coordinateur

CEA (partenaire coordinateur)CNRS SPRAMCNRS LACCORECUPYL SASOLVIONIC

OPTICAT : OptImisation des catalyseurs

ANR-06-PANH-014

Les piles à combustible de type PEMFC peuvent assurer la génération d’énergie pour de nombreux secteurs d’activité. Le frein à leur développement commercial réside dans leur coût et leur durée de vie. L’étude des piles présente comme source de vieillissement la modification des particules de platine et la détérioration des membranes suite à la génération d’eau oxygénée. Les travaux développés dans le cadre de ce programme viseront à définir de nouveaux catalyseurs et formulation de couche catalytique pour réduire la charge en platine, améliorer les performances en pile et la durée de vie des assemblages.

Partenaires

Aide de l'ANR

Résumé

Référence

Edition 2006

Début et durée

Mme Sophie [email protected]

965 617 euros

Les couches catalytiques considérées dans ce projet seront faites soit directement sur membrane ou GDL par utilisation d’une encre, soit par l’immobilisation de particules nanométriques catalytiques directement en surface du microporeux de la couche de diffusion. Dans ce dernier cas, les procédés de dépôt envisagés seront des technologies de dépôt sous vide et d’électrodéposition en voie liquide. Plus particulièrement, ces travaux s’appliqueront aux développements de nouveaux catalyseurs multimétalliques et à l’amélioration des phénomènes catalytiques et de diffusion intervenant à la cathode.Les matériaux et assemblages réalisés seront caractérisés ex-situ et in-situ à la pile. L’étude électrochimique permettra d’avoir une meilleure connaissance des mécanismes catalytiques. L’étude des procédés de retraitement de matériaux d’électrode sera réalisée pour répondre à une connaissance complète de la filière du catalyseur dans la pile à combustible. Une analyse technico-économique validera les coûts des procédés mise en œuvre pour la réalisation des électrodes.

Programme


Edition 2006

Début et durée

Mme Marie-Hélène [email protected]

1 592 946 euros

L’objectif de ce projet sur 3 ans est d’évaluer les solutions capables de répondre aux interrogations précédentes. En premier lieu, il faut réunir les moyens et méthodologies pour tester divers systèmes « matériaux » - à identifier et développer - avec des propriétés « barrière » améliorées (autres thermoplastiques, structures multicouches…). Nous procéderons par étape en ne testant d’abord que la perméabilité et les caractéristiques mécaniques de base (en prenant cependant en compte les aspects coût, mise en œuvre, procédés de raccordement par exemple par collage), puis des caractérisations plus lourdes (tenue à long terme en environnement H2) auront pour but d’aboutir à des solutions capables de satisfaire à l’application de distribution de l’H2. Enfin, la réalisation d'échantillons sous forme de tubes permettra une validation dans des conditions plus représentatives.

ANR-06-PANH-003

Contrairement aux réseaux de transport de gaz placés en amont, les réseaux de distribution sont sous faibles pressions et actuellement la distribution du gaz naturel se fait surtout avec des canalisations en polyéthylène (PE). Avec le passage à l’hydrogène, le principal verrou à lever concerne l’augmentation sensible de la perméabilité, et donc du débit, de ce gaz à travers les parois des canalisations (ou autres équipements en matières plastiques), d’où des implications potentielles en terme de sécurité mais aussi de pertes économiques. D’autres interrogations concernent évidemment les comportements à long terme (essentiellement en terme de propriétés de transport, de comportement mécanique et de vieillissement). Pour compléter le projet européen NATURALHY, le présent projet s’intéressera à l’H2 pur et à un mélange (20%CH4 - 80%H2) dans des canalisations constituées de polymères plus performants et innovants que le PE.

Partenaires

Aide de l'ANR

ARKEMA

Résumé

Référence


Titre du projet

Coordinateur

IFP (partenaire coordinateur)CEAENSMAIMP GEMPPMAIR LIQUIDE

POLHYTUBE : Développement et étude de matériaux inn ovants pour les réseaux de distribution d’Hydrogène

Programme



Titre du projet

Coordinateur

CEA (partenaire coordinateur)IFPHELIONCNRS LACECNRS IRC

POLIMPAC : Evaluation de l’impact des polluants sur les performances des piles à combustible de type PEM

ANR-06-PANH-002

Des essais de piles à combustible de type membrane polymère (PEMFC) en environnement urbain ont présenté des variations de performances imputables au trafic routier proche. En effet, en fonction de la quantité de véhicules, la pile à combustible présentait certaines performances diminuées de façon réversible et également irréversible. L’empoisonnement des piles à combustible par la pollution urbaine est donc bien réel.Les combustibles et les comburants qui vont être utilisés dans les piles à combustible sont de différents types et de provenances variées (air atmosphérique, reformage de carburant, réseau de distribution…). Ils transportent un certain nombre de composés dans des teneurs plus ou moins connues et contrôlées. Leur impact sur les performances des piles à combustible est peu connu et non quantifié. Enfin, la dégradation même des matériaux de la pile à combustible pendant son fonctionnement (corrosion, dégradation des couches carbonées et catalytiques, dégradation des polymères perfluorés, etc.), peut entraîner la libération interne de polluants qui dégraderont le fonctionnement de la pile à combustible.

Partenaires

Aide de l'ANR

CNRS LTPCM

Résumé

Référence

Edition 2006

Début et durée

M. Olivier [email protected]

1 455 949 euros

L’objectif de ce projet est de parvenir à une connaissance des composés ayant un impact significatif sur les performances des piles à combustible. L’acquisition de données sur bancs mono-cellule et stack est essentielle pour comprendre les mécanismes de dégradation réversible ou irréversible et proposer des solutions. Des méthodologies analytiques seront proposées et développées afin de quantifier les contaminants potentiels en entrée de pile et identifier les composés issus de la dégradation des composants en sortie de pile. Une étude spécifique sur la réactivité des composants du cœur de pile avec les polluants dans les conditions de fonctionnement des piles sera entreprise. Le projet donnera les éléments pour concevoir et valider un modèle simulant les performances électrochimiques de piles en présence de contaminants.

Programme



Titre du projet

Coordinateur

CEA (partenaire coordinateur)UGINE&ALZCNRS LMPAREVA NPSPCTS

PRODHYGE : Réalisation d’un démonstrateur d’une arc hitecture innovante pour la production d’hydrogène par électrolyse haut e température

ANR-06-PANH-013

Dans le cadre des systèmes hautes températures (EHT, SOFC), différentes architectures ont été développées de par le monde. Elles achoppent sur des verrous connus : tenue mécanique des cellules, étanchéité aux gaz, tenue aux cycles thermiques.Dans ce projet, nous proposons de réaliser un démonstrateur d’une architecture innovante faisant l’objet d’un brevet. Ce nouveau concept d’architecture coaxiale vise à lever les verrous ci-dessus. Il sera réalisé dans le but de démontrer la faisabilité d’un générateur d’hydrogène de type EHT de forte puissance en vue d’une production massive d’hydrogène.

Partenaires

Aide de l'ANR

Résumé

Référence

Edition 2006

Début et durée

M. Franck [email protected]

2 023 866 euros

Ce projet se décompose en cinq phases :1. Modélisation des phénomènes d’écoulement des gaz, de thermique et de mécanique,2. Élaboration des matériaux (éprouvettes et composants)3. Mesure des propriétés des matériaux utilisés et essais de validation des points particuliers de l’architecture,4. Travail de conception qui intègre le résultat des essais et de la modélisation pour optimiser l’architecture5. Réalisation et test et qualification du démonstrateur en production d’hydrogène

Programme



Titre du projet

Coordinateur

PAXITECH (partenaire coordinateur)LPM INSASté Bio-logicPETZLCTMN

SIPOPAC : Etude de sources d’hydrogène à base de na no-poudre de Si poreux et Etude de leur intégration dans des piles à combustibles portables

ANR-06-PANH-021

Le projet SiPoPAC vise à mettre au point un moyen de « stockage » d’hydrogène pour pile à combustible portable. Ce moyen de stockage est de type « hydrure chimique », et la production d’hydrogène sera assurée par le mélange d’une poudre de silicium nanoporeux avec une solution aqueuse. Le projet consistera à optimiser cette production d’hydrogène, à concevoir et réaliser une cartouche permettant de gérer le dégagement d’hydrogène en fonction de la demande électrique, et d’associer cette cartouche à une pile à combustible portable afin de constituer un système homogène, intégrable dans un démonstrateur technologique.

Partenaires

Aide de l'ANR

Résumé

Référence

Edition 2006

Début et durée

M. Renault [email protected]

502 561 euros

Ce projet de recherche industrielle a pour vocation de débloquer le verrou majeur du marché des piles à combustible portables, que sont la distribution et le stockage de l’hydrogène. De cette action débouchera à court terme une solution industrialisable par les acteurs de ce consortium, de fourniture d’hydrogène pour des applications nomades. En effet même si les réalisations techniques seront déterminantes pour mesurer le succès de ce projet, une tâche d’études économiques essentielle sera déployée tout au long de ces travaux pour quantifier leur faisabilité à un niveau industriel.

Programme



Titre du projet

Coordinateur

HELION (partenaire coordinateur)CEAFédération Jacques VillermauxINRETSUTBM - FCLAB

SPACT 80 : Système à base de Pile A Combustible pou r le Transport d’une puissance de 80kWe

(Projet fédérateur de Générateur Modulaire Hybride à Pile à Combustible pour applications embarquées ferroviaires et routiè res)

ANR-06-PANH-011

Le programme SPACT-80 vise au développement et à l’expérimentation sur deux plateformes, respectivement représentatives d’applications militaire et ferroviaire, d’un système Pile à Combustible à haut rendement assurant la partie électrogène de la chaîne de traction hybride. Le système pile pourra être d’une puissance inférieure aux attendus finaux de l'exploitation mais représentative des niveaux nécessaires à la propulsion.La phase 1 (études) a permis la définition d’une architecture modulaire permettant d’atteindre sans reprise de conception des puissances supérieures à 200 kWe à haut rendement et haute disponibilité.La phase 2 (en cours d'achèvement) consiste en la définition détaillée, la réalisation et la pré-qualification sur bancs d'une maquette fonctionnelle de la partie procédé fluidique du système (donc hors électronique de puissance).

Partenaires

Aide de l'ANR

DGASNCF

Résumé

Référence

Edition 2006

Début et durée

M. Sébastien [email protected]

1 492 706 euros

Le projet proposé constitue la 3ème et dernière phase du programme, et consiste en la réalisation du système complet, intégrant notamment les parties électronique et de conversion de puissance et son test in situ sur les deux plateformes (locotracteur de la SNCF et véhicule tout-chemin de la DGA).

Documents

Plan d'Action National sur l'Hydrogène et les piles à ... · CASTAFHYOR : CAtalyse et STAbilité des phases Formées au cours de l’HYdrolyse des bORohydrures. 4 ... collecte de