Brevet FR2223845A1 — publié le 19741025

La présente invention concerne des perfectionnements aux collecteurs de courant pour piles à combustible, et notamment pour piles à combustible du type filtre-presse. On sait que les piles à combustible du type filtre-presse sont constituées notamment par une pluralité d'électrodes séparées les unes des autres par des plaques collectrices assurant le passage du courant d'une électrode à ltelectrode voisine, ltensemble étant serré par tout moyen approprie. Un tel serrage doit être effectué sous une pression suffisante afin d'éviter les pertes de courant par effet Joule dans les résistances de contact entre électrode et collecteurs. Les collecteurs mis en oeuvre se présentent sous forme d'une plaque métallique ondulée afin de permettre l'irrigation des faces des électrodes par les réactifs alimentant la pile. De telles ondulations ou gaufrages présentent des profils divers, notamment analogues à une sinus orée symétrique par rapport au plan moyen de la plaque. On constate cependant que de tels collecteurs ne présentent pas une élasticité suffisante ce qui entraine d'appréciables résistances de contact et les pertes de courant précédemment mentionnées, ainsi que des contraintes mécaniques très élevées sur les composants placés entre ces collecteurs; Par ailleurs de tels collecteurs comportent un très grand nombre de motifs de gaufrage ce qui entraine d'une part d'importantes pertes de charge dans l'alimentation en réactifs des électrodes, et d'autre part la nécessité d'élaborer des matrices coûteuses pour fabriquer de tels collecteurs. La présente invention permet de remédier à ces inconvénients et elle a pour objet un collecteur perfectionné pour pile à combustible assurant avec un rendement maximal l'acheminement du courant d'une électrode à autre tout en permettant une excellente irrigation des électrodes par les réactifs, un tel conducteur présentant par ailleurs une structure simple associée à un coût de réalisation modique. L'invention concerne donc un collecteur de courant pour pile à eombustible, du type comportant une plaque disposée entre deux électrodes et réalisée en un matériau électroniquement conducteur et chimiquement inerte vis-à-vis des réactifs alimentant la pile, des cannelures étant pratiquées dans ladite plaque de part et d'autre de son plan moyen et venant porter contre les faces en regard des électrodes lors du serrage de ces dernieres caractérisé par le fait que lesdites cannelures présentent une section sensiblement semi-circulaire et sont séparées les unes des autres par des parties planes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit donnée à titre d'exemple purement illustratif mais nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 représente en perspective un collecteur selon l'invention, La figure 2 représente en coupe selon l'axe I I de la figure 1 le collecteur en position libre avant serrage des électrodes, La figure 3 représente également en coupe ledit collecteur déformé après serrage des électrodes. On a représenté aux figure 1 et 2 un collecteur référencé par l'indice 1 dans son ensemble, et constitué par une plaque confectionnée en un matériau conducteur tel que de l'acier inoxydable dans laquelle on a pratiqué par exemple par matriçage des cannelures ou gaufrages 2 de section sensiblement semi-circulaire et disposées alternativement de part et d'autre du plan moyen de la plaque de telles cannelures étant séparées par des parties planes 3 dont la longueur est sensiblement égale au diamètre des cannelures 2. La figure 2 montre le collecteur 1 disposé entre deux électrodes 4 et 5 d'une pile à combustible baignées sur leur faces en regard d'une part pour ltélectrode 4 d'une solution d'électrolyte et de carburant et d'autre part pour ltelectrode 5 d'une solution d'électrolyte et de comburant, de telles alimentations étant matérialisées par les flèches FI et F2 respectivement. Le collecteur 1 assure le eontaet éleetrique entre les électrodes 4 et 5 d'une pile à combustible du type filtre-presse, étant bien entendu que la pile comporte une pluralité d'électrodes séparées les unes des autres par des collecteurs 1 (non représentés). Autrement dit, les faces non en regard des électrodes 4 et 5 irriguées également par lesdites solutions sont en contact chacune avec un collecteur tel que 1 lequel est en contact avec une autre électrode et ainsi de suite. La figure 3 représente le collecteur 1 déformé après serrage des électrodes 4 et 5 par tout moyen approprié pouvant développer une pression matérialisée par les flèches X X. On voit que les cannelures 2 sont fortement appliquées contre les électrodes tandis que les parties planes 3 se trouvent déformées à la manière illustrée leur plan étant incliné vis-à-vis du plan des électrodes. De la sorte, un excellent contact électrique se trouve assuré de manière élastique entre les électrodes, tout en permettant une parfaite irrigation des surfaces actives par les solutions de réactifs. L'élasticité du collecteur de courant, objet de l'invention, peut être ajustée à la valeur requise en fonction de la nature et de ltépaisseur du matériau utilisé en allongeant ou en raccourcissant la largeur de la partie plane entre deux cannelures, L'invention est avantageusement mise en oeuvre dans les piles hydrazine-eau oxygénée, et methanol-air. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représente qui nta été donné qu'a 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/ Collecteur de courant pour pile à combustible, du type comportant une plaque disposée entre deux électrodes et réalisée en un matériau électroniquement conduc teur et chimiquement inerte vis-à-vis des réactifs alimentant la pile, des cannelures étant pratiquées dans ladite plaque de part et d'autre de son plan moyen et venant porter contre les faces en regard des électrodes lors du serrage de ces dernières, caractérisé par le fait que lesdites cannelures présentent une section sensiblement semi-circulaire et sont séparées les unes des autres par des parties planes. 2/ Collecteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la longueur desdites parties planes est au moins égale au diamètre des cannelures. 3/ Collecteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que ledit matériau électroniquement conducteur est à base de nickel. 4/ Collecteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que ledit matériau électroniquement conducteur est à base d'acier inoxydable. 5/ Pile à combustible comportant au moins un collecteur selon l'une des revendications 1 à 4.