FR3001582A1 - Procede de controle d'un systeme electrochimique a electrolyte et systeme electrochimique correspondant - Google Patents

Procede de controle d'un systeme electrochimique a electrolyte et systeme electrochimique correspondant Download PDF

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Abstract

Le système électrochimique (2) possède un générateur électrochimique (4) pour l'oxydoréduction d'un fluide réducteur et d'un fluide oxydant au travers d'un électrolyte dont la conductivité ionique est influencée par un produit de réaction de l'oxydoréduction. Pendant une phase d'attente, on maintient le générateur électrochimique (4) à l'arrêt dans l'attente d'un ordre de démarrage et, si une grandeur représentative de la conductivité ionique du ou de chaque électrolyte passe un seuil, on démarre la pile à combustible (4) sans attendre l'ordre de démarrage, de manière à régénérer la conductivité ionique du ou de chaque électrolyte, puis on arrête le générateur électrochimique (4) pour ramener le système électrochimique (2) en phase d'attente. Application aux systèmes de production d'électricité à pile à combustible à membranes électrolytiques.

Description

Procédé de contrôle d'un système électrochimique à électrolyte et système électrochimique correspondant La présente invention concerne le domaine des systèmes électrochimiques comprenant un générateur électrochimique à électrolyte et plus particulièrement un procédé de contrôle d'un tel système électrochimique. Elle concerne notamment le domaine des système de production d'électricité à pile à combustible à membrane électrolytique et plus particulièrement un procédé de contrôle d'un tel système de production d'électricité. Une pile à combustible à membrane électrolytique est configurée pour produire de l'énergie électrique par oxydoréduction d'un fluide réducteur et d'un fluide oxydant au travers d'au moins une membrane électrolytique. Une pile à combustible à membrane électrolytique comprend au moins une cellule électrochimique, la ou chaque cellule électrochimique comprenant un ensemble membrane-électrode (EME) comprenant une membrane électrolytique prise en sandwich entre une anode et une cathode, l'ensemble membrane-électrode séparant un conduit anodique de circulation d'un fluide réducteur le long d'une face de l'ensemble membrane-électrode et un conduit cathodique de circulation d'un fluide oxydant le long de l'autre face de l'ensemble membrane-électrode. La membrane électrolytique est par exemple une membrane échangeuse de protons. Le réducteur est par exemple l'hydrogène et l'oxydant est par exemple l'oxygène. Le fluide réducteur est par exemple du dihydrogène et le fluide oxydant est par exemple du dioxygène ou de l'air. La réaction d'oxydoréduction produit de l'eau en tant qu'effluent. La membrane est propre à autoriser le passage de protons et à empêcher le passage d'électrons, de fluide réducteur et de fluide oxydant. La réaction d'oxydoréduction se produit par échange de protons au travers de la membrane, les électrons résultant de la réaction d'oxydoréduction étant récupérés par l'anode et la cathode qui sont reliées par un circuit électrique. Une pile à combustible est utilisée par exemple comme générateur électrique de secours pour pallier aux défaillances éventuelles d'un réseau d'alimentation électrique principal. Une telle pile à combustible reste inactive pendant une longue période de temps, dont la durée est inconnue a priori, et doit démarrer de manière fiable pour répondre le plus rapidement possible à une demande d'électricité à la puissance maximale. La longue période d'inactivité augmente le risque d'échec au démarrage. Ce risque d'échec peut être du à une humidification trop faible des membranes de la pile à combustible, l'humidité des membranes influençant leur efficacité.
Un des buts de l'invention est de proposer un procédé de contrôle d'un système électrochimique comprenant un générateur électrochimique permettant de limiter le risque d'échec au démarrage du générateur électrochimique après une période d'inactivité prolongée.
A cet effet, l'invention propose un procédé de contrôle d'un système électrochimique possédant un générateur électrochimique pour l'oxydoréduction d'un fluide réducteur et d'un fluide oxydant au travers d'un électrolyte dont la conductivité ionique est influencée par un produit de réaction de la réaction d'oxydoréduction, dans lequel, pendant une phase d'attente, on maintient le générateur électrochimique à l'arrêt dans l'attente d'un ordre de démarrage et un dispositif de mesure du système électrochimique mesure une grandeur représentative de la conductivité ionique du ou de chaque électrolyte, et, si, pendant la phase d'attente, la grandeur passe un seuil indiquant que la conductivité ionique du ou de chaque électrolyte devient insuffisante, on démarre la pile à combustible sans attendre l'ordre de démarrage, de manière à régénérer la conductivité ionique du ou de chaque électrolyte du fait de la réaction d'oxydoréduction, puis on arrête le générateur électrochimique pour ramener le système électrochimique en phase d'attente. Selon d'autres modes de mise en oeuvre, le procédé de contrôle comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - le dispositif de mesure mesure la résistance électrique du ou de chaque électrolyte ; - le dispositif de mesure mesure la résistance à haute fréquence d'une cellule électrochimique ou d'un empilement de cellules électrochimiques du générateur électrochimique, la chaque cellule électrochimique comprenant un électrolyte ; - on maintient la pile à combustible en fonctionnement jusqu'à ce que la grandeur passe un seuil indiquant que la conductivité ionique du ou chaque électrolyte est à nouveau suffisante ; - le seuil de déclenchement du démarrage est différent du seuil de déclenchement d'arrêt et de retour à la phase d'attente ; - on maintient le générateur électrochimique en fonctionnement autonome pendant une durée maximale fixe prédéterminée ; - on maintient le générateur électrochimique en fonctionnement pendant une durée minimale fixe prédéterminée ; - le générateur électrochimique est une pile à combustible, le ou chaque électrolyte est une membrane électrolytique, la réaction d'oxydoréduction produit de l'eau et/ou la grandeur mesurée est représentative de l'humidité du ou de chaque électrolyte. En particulier, l'invention concerne un procédé de contrôle d'un système de production d'électricité possédant une pile à combustible configurée pour produire de l'électricité par oxydoréduction d'un fluide réducteur et d'un fluide oxydant au travers d'au moins une membrane électrolytique, la réaction d'oxydoréduction produisant de l'eau, dans lequel, pendant une phase d'attente, on maintient la pile à combustible à l'arrêt dans l'attente d'un ordre de démarrage et un dispositif de mesure du système de production d'électricité mesure une grandeur représentative de l'humidité de la ou chaque membrane, et, si, pendant la phase d'attente, la grandeur passe un seuil indiquant que l'humidité de la ou chaque membrane devient insuffisante, on démarre la pile à combustible sans attendre l'ordre de démarrage, de manière à humidifier la ou chaque membrane du fait de la réaction d'oxydoréduction, puis on arrête la pile à combustible pour ramener le système de production d'électricité en phase d'attente. L'invention concerne également un système électrochimique possédant un générateur électrochimique comprenant au moins un électrolyte pour une réaction d'oxydoréduction d'un fluide réducteur et d'un fluide oxydant au travers du ou de chaque électrolyte, la réaction d'oxydoréduction produisant un produit de réaction influençant la conductivité ionique du ou de chaque électrolyte, un dispositif de mesure configuré pour mesurer une grandeur représentative de la conductivité ionique du ou de chaque électrolyte et une unité de commande recevant le signal de mesure du dispositif de mesure, dans lequel l'unité de commande est programmée pour maintenir le générateur électrochimique à l'arrêt pendant une phase d'attente dans laquelle l'unité de commande attend un ordre de démarrage, et pour commander le démarrage du générateur électrochimique à la réception d'un ordre de démarrage, dans lequel l'unité de commande st en outre programmée pour commander automatiquement le démarrage du générateur électrochimique sans attendre un ordre de démarrage, de manière à régénérer la conduction ionique du ou de chaque électrolyte du fait de la réaction d'oxydoréduction, si, pendant la phase d'attente, la grandeur passe un seuil indiquant que la conductivité ionique du ou de chaque électrolyte devient insuffisante, puis pour arrêter automatiquement la pile à combustible pour revenir en phase d'attente. Selon d'autres modes de réalisation, le système électrochimique comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - le dispositif de mesure est configuré pour mesurer la résistance électrique du ou de chaque électrolyte ; - le dispositif de mesure est configuré pour mesurer la résistance à haute fréquence d'une cellule électrochimique ou d'un empilement de cellules électrochimique du générateur électrochimique, chaque cellule électrochimique comprenant un électrolyte ; - l'unité de commande est configurée pour maintenir le générateur électrochimique en fonctionnement jusqu'à ce que la grandeur passe un seuil indiquant que la conductivité ionique du ou de chaque électrolyte est à nouveau suffisante ; - le seuil de déclenchement du démarrage est différent du seuil de déclenchement d'arrêt et de retour à la phase d'attente ; - l'unité de commande est configurée pour maintenir le générateur électrochimique en fonctionnement autonome pendant une durée maximale fixe prédéterminée ; - l'unité de commande est configurée pour maintenir le générateur électrochimique en fonctionnement pendant une durée minimale fixe prédéterminée ; - le générateur électrochimique est une pile à combustible, le ou chaque électrolyte est une membrane électrolytique, la réaction d'oxydoréduction produit de l'eau et/ou la grandeur mesurée est représentative de l'humidité du ou de chaque électrolyte. En particulier, l'invention concerne un système de production d'électricité possédant une pile à combustible comprenant au moins une membrane électrolytique pour produire de l'électricité par oxydoréduction d'un fluide réducteur et d'un fluide oxydant au travers de la ou chaque une membrane électrolytique, la réaction d'oxydoréduction produisant de l'eau, un dispositif de mesure configuré pour mesurer une grandeur représentative de l'humidité de la ou chaque membrane et une unité de commande recevant le signal de mesure du dispositif de mesure, dans lequel l'unité de commande est programmée pour maintenir la pile à combustible à l'arrêt pendant une phase d'attente dans laquelle l'unité de commande attend un ordre de démarrage, et pour commander le démarrage de la pile à combustible à la réception d'un ordre de démarrage, dans lequel l'unité de commande est en outre programmée pour commander automatiquement le démarrage de la pile à combustible sans attendre un ordre de démarrage, de manière à humidifier la ou chaque membrane du fait de la réaction d'oxydoréduction, si, pendant la phase d'attente, la grandeur passe un seuil indiquant que l'humidité de la ou chaque membrane devient insuffisante, puis pour arrêter automatiquement la pile à combustible pour revenir en phase d'attente.
L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la Figure 1 est une vue schématique d'un système de production d'électricité à pile à combustible ; et - la Figure 2 est une vue schématique en coupe d'une cellule électrochimique d'une pile à combustible du système de production électrique. Le système de production d'électricité 2 de la figure 1, est un propre à produire de l'électricité.
Il comprend une pile à combustible 4, une source de fluide réducteur 6 pour alimenter la pile à combustible 4 en fluide réducteur, une source de fluide oxydant 8 pour alimenter la pile à combustible 4 en fluide oxydant, et un dispositif de mesure 10. Le système de production d'électricité 2 est prévu pour alimenter un dispositif consommateur d'électricité 11.
Le système de production d'électricité 2 est par exemple utilisé comme un générateur de secours auxiliaire prévu pour pallier aux défaillances d'une source d'électricité principale et répondre au besoin en électricité du dispositif consommateur d'électricité 11. Le système de production d'électricité 2 reste en phase d'attente, dans laquelle la pile à combustible 4 est arrêtée et ne produit par d'électricité, jusqu'à la réception d'un ordre de démarrage correspondant à un besoin en énergie électrique, à la réception duquel le système de production d'électricité 2 démarre la pile à combustible pour générer de l'énergie électrique. L'ordre de démarrage provient par exemple du dispositif consommateur d'électricité 11.
La pile à combustible 4 est une pile à combustible à membrane électrolytique configurée pour produire de l'énergie électrique par oxydoréduction d'un fluide réducteur et d'un fluide oxydant au travers d'au moins une membrane électrolytique. La pile à combustible 4 est reliée fluidiquement à la source de fluide réducteur 6 pour l'alimentation de la pile à combustible 4 en fluide réducteur et est reliée fluidiquement à la source de fluide oxydant 8 pour l'alimentation de la pile à combustible 4 en fluide oxydant. La pile à combustible 4 comprend un empilement 12 de cellules 14 électrochimiques analogues. La Figure 2 est une vue en coupe d'une cellule 14 de l'empilement 12.
La cellule 14 comprend un ensemble membrane-électrode 16 comprenant une membrane 18 électrolytique échangeuse de protons prise en sandwich entre une anode 20 et une cathode 22. L'ensemble membrane-électrode 16 est pris en sandwich entre deux plaques séparatrices 24, l'une définissant un conduit anodique 26 de circulation d'un fluide réducteur le long de l'ensemble membrane-électrode 16 du côté de l'anode 20 et l'autre définissant un conduit cathodique 28 de circulation d'un fluide oxydant le long de l'autre face de l'ensemble membrane-électrode 16 du côté de la cathode 22. Le conduit anodique 26 et le conduit cathodique 28 sont chacun prévu sous la forme de gorges ménagés dans la face de la plaque séparatrice 24 correspondante tournée vers l'ensemble membrane-électrode 16, les gorges étant refermées par l'ensemble membrane-électrode 16.
Une plaque séparatrice est une plaque séparatrice bipolaire ou une plaque séparatrice monopolaire. Une plaque séparatrice bipolaire est commune à deux cellules adjacentes empilées. Elle est disposée entre deux ensembles membrane-électrode et définit un conduit anodique pour un ensemble membrane-électrode et un conduit cathodique pour l'autre ensemble membrane électrode. Une plaque séparatrice monopolaire est dédiée à une cellule. L'empilement 12 est formé d'une alternance d'ensemble membrane-électrode 16 et de plaques séparatrices 24 bipolaire et comprend des plaques séparatrices 24 monopolaires à ses deux extrémités. Les cellules 14 sont reliées fluidiquement en parallèle. Plus particulièrement, les conduits anodiques 26 des cellules 14 sont reliés fluidiquement en parallèle et définissent ensemble un compartiment anodique. Les conduits cathodiques 28 des cellules 14 sont reliés fluidiquement en parallèle et définissent ensemble un compartiment cathodique. Les cellules 14 sont reliées électriquement en série. L'anode 20 de chaque cellule 14 est reliée électriquement à la cathode 22 de la cellule 14 suivante dans l'empilement 12. Les cellules 14 sont reliées de proche en proche jusqu'au bornes électriques de la pile à combustible. Les plaques séparatrices 24 sont conductrices d'électricité et sont par exemple réalisées en métal. Chaque plaque séparatrice 24 d'une cellule 14 est en contact électrique avec l'anode ou la cathode de la cellule 14. Les plaques séparatrices 24 d'une cellule 14 sont isolées électriquement par la membrane 18 de la cellule. En revenant à la Figure 1, la pile à combustible 2 est une pile à combustible hydrogène/oxygène utilisant l'hydrogène comme réducteur et l'oxygène comme oxydant. La réaction d'oxydoréduction produit de l'eau comme effluent. Le fluide réducteur est par exemple du dihydrogène et le fluide oxydant est par exemple du dioxygène ou de l'air.
Le dispositif de mesure 10 est configuré pour mesurer une grandeur représentative de la conductivité ionique de chaque membrane 18, qui dépend son humidification. Le dispositif de mesure 10 est par exemple un capteur de résistance à haute fréquence ou capteur HFR pour « High Frequency Resistance » en anglais. Un tel capteur est connu en soi. Le capteur est du type impédancemètre ou voltmètre. Il est connecté électriquement aux extrémités de l'empilement 12 de la pile à combustible 4 de manière à mesurer la résistance haute fréquence de l'empilement 12. Plus spécifiquement, le capteur est configuré pour appliquer un signal électrique alternatif de haute fréquence, typiquement supérieure à 1 Khz, aux extrémités de l'empilement 12, pour mesurer l'impédance ou la tension qui en résulte aux bornes de l'empilement 12, et pour en déduire la résistance haute fréquence de l'empilement 12. Les plaques séparatrices 24 présentant une résistance électrique connue, et la résistance haute fréquence mesurée permet de déduire la résistance électrique des membranes 18. On notera que la résistance électrique des plaques séparatrice 24 est très faible par rapport à celle des membranes 18. La résistance électrique de chaque membrane 18 est fonction de sa conductivité ionique. La résistance électrique de la membrane 18 augmente lorsque son humidification et corrélativement sa conductivité ionique diminuent. En cas d'humidification trop faible d'une membrane 18 dans son ensemble ou d'une zone localisée de cette membrane 18, la membrane 18 présente une résistance électrique plus élevée. Le dispositif de mesure 10 mesure ici la résistance électrique de l'ensemble des membranes 18 en série. Une variation de la résistance électrique d'au moins une membrane 18 est détectée par la variation de la mesure de la résistance électrique de l'ensemble des membranes 18. Le dispositif de mesure 10 permet donc de détecter une variation de la résistance électrique de la ou chaque membrane 18. Le système de production d'électricité 2 comprend une unité de commande 30 électronique configurée pour commander le système de production d'électricité 2, et plus particulièrement la pile à combustible 4, la source de fluide réducteur 6, la source de fluide oxydant 8 et le dispositif de mesure 10. L'unité de commande 30 comprend un entrée 32 de réception d'un ordre de démarrage externe. L'unité de commande 30 est programmée pour commander le démarrage de la pile à combustible 4 à la réception d'un ordre de démarrage externe. L'unité de commande 30 reçoit le signal de mesure fourni par le dispositif de mesure d'humidité 10, et est programmée pour commander un démarrage autonome de la pile à combustible 4 en l'absence d'ordre de démarrage externe, en fonction du signal de mesure fourni par le dispositif de mesure 10. Un procédé de contrôle du système de production d'électricité 2 est décrit maintenant en référence aux Figures 1 et 2.
Le système de production d'électricité 2 est initialement dans une phase d'attente, dans laquelle la pile à combustible 4 est arrêtée et ne produit pas d'électricité, le système de production d'électricité 2 attendant un ordre de démarrage correspondant à un besoin en électricité du dispositif consommateur d'électricité 11. L'alimentation de la pile en combustible 4 en fluide réducteur et en fluide combustible est fermée et la pile à combustible 4 ne produit pas d'énergie électrique. Pendant la phase d'attente du système de production électrique, le dispositif de mesure 10 mesure la résistance électrique des membranes 18 représentative de leur humidité et transmet le signal de mesure à l'unité de commande 30. Si l'humidité d'au moins une membrane 18 devient insuffisante, l'unité de commande 30 commande un démarrage autonome du système de production électrique, indépendamment d'un ordre de démarrage externe. Dans le cas présent, lorsque la résistance électrique des membranes 18 passe au- dessus d'un premier seuil de résistance R1, l'unité de commande 30 commande le démarrage de la pile à combustible 4.
Du fait du fonctionnement de la pile à combustible 4, de l'eau résultant de la réaction d'oxydoréduction est produite dans les cellules 14. Cette eau humidifie les membranes 18 des cellules 14. L'unité de commande 30 commande ensuite l'arrêt de la pile à combustible 4 pour ramener le système de production d'électricité 2 en phase d'attente d'un ordre de démarrage externe. Le système de production d'électricité 2 est maintenu en fonctionnement autonome de manière à obtenir une humidification suffisante des membranes 18. Pour ce faire, la résistance des membranes 18 est mesurée pendant le fonctionnement du système de production d'électricité 2 qui est maintenu en fonctionnement jusqu'à ce que la résistance des membranes 18 repasse au-dessous d'un deuxième seuil de résistance R2. Le deuxième seuil de résistance R2 est égal ou inférieur au premier seuil de résistance R1. De préférence, il est inférieur au premier seuil de résistance R1. Ceci permet de maintenir le système de production d'électricité 2 en fonctionnement pendant une durée juste suffisante pour réhumidifier les membranes 18 sans consommer trop de fluide réducteur et de fluide oxydant.
En cas de démarrage autonome, le fonctionnement autonome du système de production d'électricité 2 est de préférence maintenu pendant une durée minimal Ti','. Une telle temporisation évite un démarrage suivi d'un arrêt trop rapidement, ce qui peut être dommageable pour la pile à combustible 4.
Dans une variante, le fonctionnement autonome est maintenu pendant une durée maximale Tmax fixe prédéterminée à l'avance de manière à assurer une humidification suffisante. La durée maximale Tmax est déterminée par calcul ou expérimentalement. Elle est enregistrée dans une mémoire de l'unité de commande 30. Le démarrage et le fonctionnement autonome du système de production d'électricité 2, indépendamment d'un ordre de démarrage externe correspondant à un besoin en énergie électrique, permet de générer de l'eau dans les cellules 14 de la pile à combustible 2 du fait de la réaction d'oxydoréduction, et d'humidifier les membranes 18 de la pile à combustible 2 lorsque l'on détecte que l'humidité des membranes 18 devient insuffisante.
Le démarrage et le fonctionnement autonome du système de production d'électricité 2 sont commandés chaque fois que cela est nécessaire pour humidifier les membranes 18 de la pile à combustible de manière à maintenir une humidité suffisante pour limiter les risques d'échec du démarrage lors de la réception d'un ordre de démarrage externe et les risques de défaillance de la pile à combustible.
L'unité de commande 30 et le dispositif de mesure 10 sont actifs pendant la phase d'attente du système de production d'électricité 2. Le procédé de contrôle est mise en oeuvre de manière automatisée, sans intervention humaine. Pendant la phase d'attente, le système de production d'électricité 2 attend un ordre de démarrage et le dispositif de mesure 10 mesure une grandeur représentative de l'humidité de la ou chaque membrane 18. Pendant la phase d'attente, si la grandeur passe un seuil indiquant que l'humidité de la ou chaque membrane 18 devient insuffisante, le système de production d'électricité 2 démarre automatiquement la pile à combustible 4 sans attendre l'ordre de démarrage de telle manière à humidifier la ou chaque membrane 18 du fait de la réaction d'oxydoréduction, puis le système de production d'électricité 2 arrête automatiquement la pile à combustible 4 et revient en phase d'attente. Le procédé de contrôle permet de maintenir une humidité suffisante des membranes 18 de la pile à combustible 4 malgré une phase d'attente de durée inconnue au départ, pouvant être très longue dans le cas d'un système de production d'électricité de secours, de l'ordre de plusieurs semaines ou de plusieurs mois.
Le procédé de contrôle limite les risques d'échec au démarrage de la pile à combustible tout en limitant la nécessité d'opérations de maintenance pendant la phase d'attente du système de production d'électricité 2. Le procédé de contrôle a été décrit en particulier pour un système de production d'électricité à pile à combustible à membrane électrolytique, dans laquelle la réaction d'oxydoréduction entre le fluide réducteur et le fluide oxydant produit de l'eau qui influence la conductivité ionique de la membrane. De manière plus générale, l'invention s'applique à un système électrochimique (par exemple un système de production électrique) comprenant un générateur électrochimique (par exemple une pile à combustible) comprenant au moins un électrolyte (par exemple une membrane électrolytique) pour réaliser une oxydoréduction entre un fluide oxydant et un fluide réducteur avec échange d'ions au travers du ou de chaque électrolyte, la conductivité ionique du ou de chaque électrolyte étant influencée par un produit de réaction de la réaction d'oxydoréduction..
Ainsi, l'invention porte de manière générale sur procédé de contrôle d'un système électrochimique comprenant un générateur électrochimique pour réaliser une oxydoréduction entre un fluide réducteur et un fluide oxydant au travers d'au moins un électrolyte propre à conduire les ions entre le fluide réducteur et le fluide oxydant et dont la conductivité ionique est influencée par un produit de réaction de la réaction oxydoréduction, dans lequel, pendant une phase d'attente, on maintient le générateur électrochimique à l'arrêt dans l'attente d'un ordre de démarrage et un dispositif de mesure mesure une grandeur représentative de la conductivité ionique du ou de chaque électrolyte, et, si, pendant la phase d'attente, la grandeur passe un seuil indiquant que la conductivité ionique du ou de chaque électrolyte devient insuffisante, on démarre le générateur électrochimique sans attendre l'ordre de démarrage, de manière rétablir la conductivité ionique du ou de chaque électrolyte du fait de la réaction d'oxydoréduction, puis on arrête le générateur électrochimique pour ramener le système électrochimique en phase d'attente. L'invention concerne également de manière générale à système électrochimique possédant un générateur électrochimique comprenant au moins un électrolyte pour l'oxydoréduction d'un fluide réducteur et d'un fluide oxydant avec échange d'ion au travers du ou de chaque électrolyte, la conduction ionique du ou de chaque électrolyte étant influencée par un produit de réaction de la réaction d'oxydoréduction, un dispositif de mesure configuré pour mesurer une grandeur représentative de la conductivité ionique du ou de chaque électrolyte et une unité de commande recevant le signal de mesure du dispositif de mesure, dans lequel l'unité de commande est programmée pour maintenir le générateur électrochimique à l'arrêt pendant une phase d'attente dans laquelle l'unité de commande attend un ordre de démarrage, et pour commander le démarrage du générateur électrochimique à la réception d'un ordre de démarrage, dans lequel l'unité de commande est en outre programmée pour commander automatiquement le démarrage du générateur électrochimique sans attendre un ordre de démarrage, de manière à régénérer la conductivité ionique du ou de chaque électrolyte du fait de la réaction d'oxydoréduction, si, pendant la phase d'attente, la grandeur passe un seuil indiquant que la conductivité ionique du ou de chaque électrolyte devient insuffisante, puis pour arrêter automatiquement le générateur électrochimique pour revenir en phase d'attente.

Claims (16)

  1. REVENDICATIONS1.- Procédé de contrôle d'un système électrochimique (2) possédant un générateur électrochimique (4) pour l'oxydoréduction d'un fluide réducteur et d'un fluide oxydant au travers d'un électrolyte (18) dont la conductivité ionique est influencée par un produit de réaction de la réaction d'oxydoréduction, dans lequel, pendant une phase d'attente, on maintient le générateur électrochimique (4) à l'arrêt dans l'attente d'un ordre de démarrage et un dispositif de mesure (10) du système électrochimique (2) mesure une grandeur représentative de la conductivité ionique du ou de chaque électrolyte (18), et, si, pendant la phase d'attente, la 10 grandeur passe un seuil (R1) indiquant que la conductivité ionique du ou de chaque électrolyte (18) devient insuffisante, on démarre le générateur électrochimique (4) sans attendre l'ordre de démarrage, de manière à régénérer la conductivité ionique du ou de chaque électrolyte (18) du fait de la réaction d'oxydoréduction, puis on arrête le générateur électrochimique (4) pour ramener le système électrochimique (2) en phase 15 d'attente.
  2. 2.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de mesure (10) mesure la résistance électrique du ou de chaque électrolyte (18).
  3. 3.- Procédé de contrôle selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le dispositif de mesure (10) mesure la résistance à haute fréquence (HFR) d'une cellule électrochimique 20 ou d'un empilement de cellules électrochimiques (14) du générateur électrochimique (4), la ou chaque cellule électrochimique (14) comprenant un électrolyte (18).
  4. 4.- Procédé de contrôle selon l'une ou quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel on maintient le générateur électrochimique (4)en fonctionnement jusqu'à ce que la grandeur passe un seuil (R2) indiquant que la conductivité ionique du ou chaque 25 électrolyte (18) est à nouveau suffisante.
  5. 5.- Procédé de contrôle selon la revendication 4, dans lequel le seuil (R1) de déclenchement du démarrage est différent du seuil (R2) de déclenchement d'arrêt et de retour à la phase d'attente.
  6. 6.- Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans 30 lequel on maintient le générateur électrochimique (4) en fonctionnement autonome pendant une durée maximale (Tm') fixe prédéterminée.
  7. 7.- Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on maintient le générateur électrochimique (4) en fonctionnement pendant une durée minimale (Tm,n) fixe prédéterminée. 35
  8. 8.- Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le générateur électrochimique est une pile à combustible, le ou chaqueélectrolyte est une membrane électrolytique, la réaction d'oxydoréduction produit de l'eau et/ou la grandeur mesurée est représentative de l'humidité du ou de chaque électrolyte.
  9. 9.- Système électrochimique possédant un générateur électrochimique (4) comprenant au moins un électrolyte (18) pour une réaction d'oxydoréduction d'un fluide réducteur et d'un fluide oxydant au travers du ou de chaque électrolyte (18), la réaction d'oxydoréduction produisant un produit de réaction influençant la conductivité ionique du ou de chaque électrolyte, un dispositif de mesure (10) configuré pour mesurer une grandeur représentative de la conductivité ionique du ou de chaque électrolyte (18) et une unité de commande (30) recevant le signal de mesure du dispositif de mesure, dans lequel l'unité de commande (30) est programmée pour maintenir le générateur électrochimique (4) à l'arrêt pendant une phase d'attente dans laquelle l'unité de commande (30) attend un ordre de démarrage, et pour commander le démarrage du générateur électrochimique (4) à la réception d'un ordre de démarrage, dans lequel l'unité de commande (30) est en outre programmée pour commander automatiquement le démarrage du générateur électrochimique (4) sans attendre un ordre de démarrage, de manière à régénérer la conduction ionique du ou de chaque électrolyte du fait de la réaction d'oxydoréduction, si, pendant la phase d'attente, la grandeur passe un seuil (R1) indiquant que la conductivité ionique du ou de chaque électrolyte (18) devient insuffisante, puis pour arrêter automatiquement la pile à combustible (4) pour revenir en phase d'attente.
  10. 10.- Système électrochimique selon la revendication 9, dans lequel le dispositif de mesure (10) est configuré pour mesurer la résistance électrique du ou de chaque électrolyte (18).
  11. 11.- Système électrochimique selon la revendication 9 ou 10, dans lequel le dispositif de mesure (10) est configuré pour mesurer la résistance à haute fréquence (HFR) d'une cellule électrochimique ou d'un empilement de cellules électrochimique (14) du générateur électrochimique (4), chaque cellule électrochimique (14) comprenant un électrolyte (18).
  12. 12.- Système électrochimique selon l'une ou quelconque des revendications 9 à 11, dans lequel l'unité de commande (30) est configurée pour maintenir le générateur électrochimique (4) en fonctionnement jusqu'à ce que la grandeur passe un seuil (R2) indiquant que la conductivité ionique du ou de chaque électrolyte (18) est à nouveau suffisante.
  13. 13.- Système électrochimique selon la revendication 12, dans lequel le seuil (R1) de déclenchement du démarrage est différent du seuil (R2) de déclenchement d'arrêt et de retour à la phase d'attente.
  14. 14.- Système électrochimique selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, dans lequel l'unité de commande (30) est configurée pour maintenir le générateur électrochimique (4) en fonctionnement autonome pendant une durée maximale (T,'') fixe prédéterminée.
  15. 15.- Système électrochimique selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, dans lequel l'unité de commande (30) est configurée pour maintenir le générateur électrochimique (4) en fonctionnement pendant une durée minimale (Tmin) fixe prédéterminée.
  16. 16.- Système électrochimique selon l'une quelconque des revendications 9 à 15, dans lequel le générateur électrochimique est une pile à combustible, le ou chaque électrolyte est une membrane électrolytique, la réaction d'oxydoréduction produit de l'eau et/ou la grandeur mesurée est représentative de l'humidité du ou de chaque électrolyte.
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