La conception et la fabrication de matériaux innovants avec les propriétés requises est un objectif clé pour le développement des technologies avancées dans le domaine de l’énergie, telles que les piles à combustible hydrogène et alcaline et les électrolyseurs. Ces améliorations contribueront à proposer des systèmes d’énergie électrique encore plus attractifs, à faible teneur en carbone, avec une pollution réduite et des effets de serre.
Cette thèse porte sur la couche de diffusion gazeuse (GDL) qui joue un rôle crucial sur les performances et la durabilité des piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC).
Votre objectif principal sera de mettre en place une approche numérique afin de proposer des structures poreuses améliorées pour optimiser les différents transports à l’intérieur d’une GDL, pour des objectifs et contraintes donnés. Pour ce faire, vous ferez le pont entre la modélisation avancée de transports (électriques, thermiques, liquides, gazeux) en 3D et l’intelligence artificielle. Vous analyserez ensuite l’influence des conditions d’exploitation sur ces structures optimales et proposerez des recommandations de conception.
Ce travail sera mené en étroite relation entre des acteurs scientifiques de renommée mondiale : les piles à combustible et les équipes de modélisation du CEA/LITEN (Grenoble), les spécialistes des transports en milieux poreux au CNRS/IMFT (Toulouse), et les spécialistes du GDL, modélisation et IA au FZJ (Juelich, https://www.fz-juelich.de/fr).
Des publications scientifiques sont attendues et des brevets pourraient également être proposés.