Brevet FR2224206A1 — publié le 19741031

La présente invention a pour objet un dispositif permettant de collecter le courant, de refroidir et d'assurer le serrage mutuel des divers éléments consti- tuant un. système électrochimique tel que par exemple une pile à combustible du type filtre-presse, un électrodialyseur, un électrolyseur ou autre. On connait des systèmes électrochimiques et en particulier des piles à cor. Tt- bustible dans lesquels les éléments constitutifs, notamment les électrodes et les séparateurs sont serrés mutuellement les uns contre les autres par des systèmes mécaniques, par exemple au moyen de plaques d'extrémité coopérant avec des systèmes vis-écrou, à la manière d'un filtre-presse. Le courant issu du processus électrochimique se déroulant dans la pile, est recueilli par des plaques collectrices réparties de place en place au sein de l'empilement, le refroidissement de la pile pouvant tre assuré par 1'électro- lyte circulant dans des canaux aménagés à la périphérie des électrodes ainsi que le long des électrodes, par un gaz comburant combustible ou par un fluide inerte. Cependant, on constate que dans des ensembles présentant un grand nombre d'éléments juxtaposés, le serrage mutuel des électrodes se révèle souvent insu- fisant, ce qui entraîne d'une part l'impossibilité de collecter la totalité du courant produit par ia pile, et d'autre part l'apparition de résistances internes notables, portant préjudice au rendement d'un tel générateur électrochimique. La présente invention permet de remédier aux inconvénients majeurs mentionnés dans ce qui précède et elle a pour objet un dispositif compressible permettant à la fois de collecter ou de distribuer efficacement le courant au sein d'un systa me électrochimique, de refroidir ledit système tout en assurant un serrage mutuel efficace des divers éléments, ledit dispositif présentant par ailleurs une struc- ture simple ainsi qu'une grande fiabilité. L'invention concerne donc un dispositif collecteur de courant, refroidisseur et de serrage pour système électrochimique comportant une pluralité d'éléments notamment des électrodes et des séparateurs en contact mutuel, ledit dispositif étant intercalé entre deux desdites électrodes et comportant une partie périphérique, et une partie centrale venant porter contre la partie active des deux électrodes, caractérisé par le fait que ladite partie centrale est constituée par deux soufflets confectionnés en un matériau électroniquement conducteur, les faces externes desdits soufflets étant appliquées contre les deux dites électrodes par l'intermédiaire d'un fluide caloporteur sous pression circulant dans l'espace interne délimité par les soufflets, au moins une plaquette collectrice de courant étant par ailleurs liée à chacune des faces internes des soufflets et assurant par l'intermédiaire de conducteurs, l'acheminement dudit à l'extérieur dudit système électrochimique. 0'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la des cription qui suit donnée à titre d'exemple purement illustratif mais nullement limitatif en référence aux dessins et schémas annexés dans lesquels : La figure 1 représente en élévation le dispositif selon l'invention, La vigure Z représente une coupe selon l'axe X X de la figure précédente, La-Figure 3 illustre schématiquement la mise en oeuvre du dispositif dans une oile à combustible du type filtre-presse. En se référant aux figures 1 et 2j le dispositif selon l'invention comporte uns partie périphérique 1 confectionnée en un matériau plastique tel que du chlorure de polyvinyle, percée de canaux tels que. 2 acheminant l'électrolyte ainsi que les réactifs au niveau des électrodes de la pile et une partie centrale 3 consti- tuée de deux soufflets 4 et 5 formés d'une feuille métallique d'argent ou de cuivre argenté. Des tubulures 5 et 7 assurent l'alimentation et l'évacuation de l'intérieur du dispositif en un fluide caloporteur tel que de 1'eau désionisée ou tout autre liquide isolant, sous une pression de l'ordre de 2 à 10 bars, tandis que. des plaquettes collectrices de courant 8 et 9 liées à la partie interne des soufflets 4 et 5 respectivement assurent par l'intermédiaire des conducteurs 10 et 11 l'acheminement du courant vers l'extérieur. On notera que les soufflets 4 et 5 présentent une forme et une superficie. sensiblement identiques à la surface active des électrodes contre lesquelles ils viennent en appui. La figure 3 illustre la mise en oeuvre du dispositif selon l'invention. On a représenté sur cette figure et de façon très schématique une pile à combustible du type filtre-presse, dans laquelle des éléments 13 sont serrés mutuellement au moyen de plaques d'extrémité 14 et 15, un tel serrage pouvant tre assuré au moyen du système classique vis-6crou (non repr6sent6). Dans l'exemple représenté, toutes les 6 électrodes est disposé un dispositif identique à celui précédemment décrit et référencé par l'indice 16 dans son err semble. Bien entendu ces dispositifs sont disposés de telle sorte que les souf- flets 4 et 5 viennent porter contre les surfaces actives des deux électrodes 13A et 13B disposées de part et d'autre. En conséquence, le fluide caloporteur sous pression applique fortement les soufflets 4 et 5 de chacun des dispositifs 16 contre les faces des électrodes voisines ; il en résulte d'une part un excellent contact électrique avec lesdites électrodes ce qui permet de collecter le courant produit dans la pile avec le maximum d'efficacité, et d'autre part un serrage efficace de l'ensemble des élec- trodes 13 les unes contre les autres. Le dispositif selon l'invention assure donc en mme temps une fonction de sarraAa, une fonct on collectrice de courant et un rôle d'évacuation des calories résultant du processus électrochimique. Il est de toute évidence qu'un tel dispositif peut tre utilisé dans des électrolyseurs, des électrodialyseurs ou autres, la fonction collectrice de cob rant étant remplacée par une fonction de répartition du courant d'alimentation. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, on peut sans sortir du cadre de l'invention, apporter des modifications de détail, changer certaines dispositions, ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1/Dispositif collecteur de courant, refroidisseur et de serrage pour système electrochimique comportant une pluralité d'éléments notamment des électrodes et des séparateurs en contact mutuel, ledit dispositif étant intercalé entre deux desdites électrodes et comportant une partie périphérique, et une partie centrale venant porter contre la partie active des deux dites électrodes, caractérisé par le fait que ladite partie centrale est constituée par deux soufflets confectionnés en un matériau lectroniquement conducteur, les faces externes desdits soufflets étant appliquées contre les deux dites électrodes par l'intermédiaire d'un fluide caloporteur sous pression circulant dans l'espace interne délimité par les soufflets, au moins une plaquette collectrice de courant étant par ailleurs liée à chacune des faces internes des soufflets et assurant par l'intermédiaire de conducteurs, l'acheminement dudit courant à l'extérieur dudit système électrochimique. 2/Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit liquide caloporteur est mis en oeuvre sous une pression comprise entre 2 et 10 bars. 3/Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que ladite partie périphérique est réalisée en une matière plastique. 4/Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que ladite partie périphérique est réalisée en un matériau conducteur de l'électricité dont la surface est recouverte d'une matière isolante. 5/Système électrochimique comportant au moins un dispositif selon l'une des revendications 1 à 4.