Légende : Photographies des faces lisses (a) et rugueuses (b) des couches de métal étirées produites durant cette étude.
La montée en puissance de la production d'hydrogène par électrolyse à membrane échangeuse de protons suscite un vif intérêt dans plusieurs secteurs industriels, désireux d'atteindre les objectifs ambitieux fixés par les législateurs en matière de volumes de production et de réduction des coûts. Une approche consiste à remplacer les structures frittées par des assemblages de composites multicouches en métal étiré, utilisés comme couches d'échange poreuses dans ce type d'électrolyseurs. Pour l'assemblage de ces structures multicouches, le soudage par décharge de condensateurs s'impose comme une technique privilégiée de par son aptitude à l'automatisation tout en étant un procédé robuste et très économique.
Le métal étiré présentant des propriétés anisotropes et offrant de nombreuses possibilités quant aux géométries envisageables pour les mailles, la conception de tels composites multicouches offre de multiples possibilités pour moduler leurs propriétés, notamment en ce qui concerne les caractéristiques d'écoulement et le rendement de la cellule. Parallèlement, ces variations influent également sur le procédé d'assemblage lui-même. Dans le cadre de cette étude, différents types de mailles sont assemblés selon des orientations relatives de 90° et 180° entre les couches, au moyen d'un procédé de soudage par résistance par bossages avec décharge de condensateurs. Si les essais de compression mettent en évidence de meilleures propriétés d'amortissement pour l'orientation à 90°, les simulations numériques par mécanique des fluides suggèrent l'apparition de turbulences plus marquées dans l'écoulement du fluide ; ces turbulences sont supposées favoriser l'accumulation de bulles de gaz et entraîner une baisse du rendement de la cellule. À l'inverse, l'orientation à 180° se traduit par une réduction des turbulences d'écoulement et une perte de charge moindre à travers la cellule.
- Auteur(s) : EPPERLEIN M., ARETZ M., SCHIEBAHN A., REISGEN U.
- Affiliation : RWTH Aachen University, Fraunhofer Institute for Production Technology
- Pays : Allemagnen
- Source : Welding in the World, Vol.70, n°7, juillet 2026, pp. 3089-3105 (17 pages), en anglais
- Cote ISDOC : WW202607.3089-3105
