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[2009-08] EMPARIP Elaboration par micro-émulsion de membranes pour piles à combustibles

Coordonnateur : Laboratoire de Physicochimie des Polymères et des Interfaces (LPPI), Université de Cergy pontoise

Objectifs scientifiques

L’objectif du projet EMPARIP est d’élaborer des membranes conductrices protoniques pour pile à combustible présentant une architecture de réseaux interpénétrés de polymères (RIP).

L’originalité de cette proposition repose sur le choix de réaliser cette synthèse en milieu dispersé et plus particulièrement à partir d’une microémulsion bicontinue. Cette voie d’élaboration, encore très peu exploitée, à notre connaissance, dans le domaine des RIPs, permet de répondre à une contrainte environnementale importante : la réalisation de matériaux organiques originaux sans l’usage d’un autre solvant que l’eau. De plus, nous nous attacherons à utiliser des polymères d’origine naturelle, connus pour résister au milieu acide, comme précurseur de ces matériaux.

L’objectif final du projet est d’obtenir une membrane polymère :

  • synthétisée à partir d’une microémulsion bicontinue
  • sans aucun autre solvant que l’eau
  • présentant une conductivité protonique
    - comprise entre 5 et 10x10-3 S/cm
    - stable entre -20 et 120°C respectant le cahier des charges pour une utilisation dans l’automobile et/ou le bâtiment.
  • présentant des propriétés mécaniques suffisantes pour la réalisation de membranes autosupportées de 10 cm x 10 cm
  • présentant une excellente tenue au vieillissement (≥5 000 heures en solution oxydante).

Ces matériaux RIPs, élaborés sans autre solvant que l’eau, pourront alors être utilisés comme membranes pour piles à combustible ou pour générateur électrochimique.

Le concept de RIP présente l’avantage de permettre de multiplier le nombre d’associations de polymères possibles par simple modification de la proportion et de la nature de chacun des polymères. Il en découle une grande diversité possible des propriétés physicochimiques et thermomécaniques des matériaux obtenus. Ainsi, des avancées significatives dans les domaines d’applications visés mais également dans d’autres domaines (membranes de filtration, membranes semi-perméables, …) devraient être réalisées et permettre ensuite de mettre en place des partenariats industriels.

Coordination : FICHET Odile