La durée de vie des piles à combustible est le principal frein à leur déploiement à grande échelle, en particulier dans le milieu des transports. Des scientifiques ont montré que certains défauts localisés dans les électrodes pouvaient se propager jusqu’à la membrane de la pile à combustible. Publiés dans le Journal of Power Sources, ces travaux reposent notamment sur des cellules ultrasophistiquées qui permettent de suivre finement l’état électrochimique des piles à combustible, associées à des analyses fines des matériaux.
Capables de produire de l’énergie à partir d’hydrogène et d’oxygène provenant de l’air, les piles à combustible sont des outils précieux pour la transition énergétique. Elles seraient idéalement utilisées dans des applications de transport lourd, comme les trains et les camions, mais il faudrait pour cela que les systèmes commerciaux de piles à combustible présentent une durée de vie d’au moins 20 000 heures, ce qui n’est pas encore le cas. L’amélioration de ce paramètre passe notamment par une meilleure compréhension des défauts qui peuvent apparaître dans les principaux éléments du cœur d’une pile à combustible, bien souvent constitués de matériaux fragiles et compliqués à mettre en forme. L’épaisseur de la membrane ionomère, qui sépare les électrodes et joue le rôle d’électrolyte, est ainsi inférieure à 20 µm, soit le cinquième de celle d’un cheveu, tandis que les électrodes prennent la forme de nanoparticules de platine déposées sur des particules submicrométriques de carbone.