FR3047611A1 - COMBUSTIBLE MEMBRANE FUEL CELL GENERATOR AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME - Google Patents

COMBUSTIBLE MEMBRANE FUEL CELL GENERATOR AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME Download PDF

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Abstract

Un générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons (1 ; 1') comprend un compartiment tampon (50 ; 50') en communication fluide avec le compartiment anodique (A) et configuré pour permettre une évacuation de chaleur et par suite une condensation d'eau à l'intérieur de celui-ci. Le générateur peut comprendre un conduit de purge (80) configuré pour purger le compartiment tampon (50) et une vanne de purge (85) configurée pour obturer le conduit de purge (80).A proton exchange membrane fuel cell generator (1; 1 ') comprises a buffer compartment (50; 50') in fluid communication with the anode compartment (A) and configured to allow heat removal and hence condensation of water inside it. The generator may include a purge conduit (80) configured to purge the buffer compartment (50) and a purge valve (85) configured to plug the purge conduit (80).

Description

GÉNÉRATEUR À PILES À COMBUSTIBLE À MEMBRANE ÉCHANGEUSE DE PROTONS ET PROCÉDÉ DE COMMANDE DE CELUI-CIPROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELL GENERATOR AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME

Domaine de l'inventionField of the invention

La présente invention concerne un générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons et un procédé de commande de celui-ci.The present invention relates to a proton exchange membrane fuel cell generator and a method of controlling the same.

Arrière-plan de l'inventionBackground of the invention

La figure 1 représente schématiquement en coupe un générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons (ci-après désigné par « générateur » par commodité) 100 connu.Figure 1 schematically shows in section a proton exchange membrane fuel cell generator (hereinafter referred to as a "generator" for convenience) 100 known.

Un tel générateur 100 comprend, dans un boîtier (non représenté), au moins une pile à combustible à membrane échangeuse de protons (ci-après « pile à combustible »). Afin de simplifier la compréhension de l'invention, on ne décrit que le cas où le générateur comprend une seule pile à combustible. Il est cependant évident que le générateur 100, ainsi que le générateur 1 selon l'invention qui sera décrit ci-après, peut comprendre plusieurs piles à combustible empilées les unes à la suite des autres, la manière d'obtenir un tel empilement de piles à combustible étant bien connue.Such a generator 100 comprises, in a housing (not shown), at least one proton exchange membrane fuel cell (hereinafter "fuel cell"). In order to simplify the understanding of the invention, only the case where the generator comprises a single fuel cell is described. It is however obvious that the generator 100, as well as the generator 1 according to the invention which will be described hereinafter, may comprise several fuel cells stacked one after the other, the manner of obtaining such a stack of batteries. fuel being well known.

La pile .à combustible comprend une première plaque bipolaire 10, une deuxième plaque bipolaire 20, et une membrane échangeuse de protons 30.The fuel cell comprises a first bipolar plate 10, a second bipolar plate 20, and a proton exchange membrane 30.

La membrane échangeuse de protons 30 divise la pile à combustible en un compartiment anodique A et un compartiment cathodique C. Les compartiments A et C sont des passages dans lesquels un réactif à l'état liquide ou gazeux peut circuler.The proton exchange membrane 30 divides the fuel cell into anode compartment A and a cathode compartment C. Compartments A and C are passages in which a reagent in the liquid or gaseous state can circulate.

Un premier conduit d'entrée 11 pour l'admission de combustible réducteur RH contenant de l'hydrogène et un premier conduit de sortie 12 sont en communication fluide avec le compartiment anodique A.A first inlet duct 11 for the hydrogen-containing reducing feed intake RH and a first outlet duct 12 are in fluid communication with the anode compartment A.

De manière analogue, un deuxième conduit d'entrée 21 pour l'admission d'oxydant RO contenant de l'oxygène et un deuxième conduit de sortie 22 sont en communication fluide avec le compartiment cathodique C.Similarly, a second inlet duct 21 for the oxygen-containing oxidant inlet RO and a second outlet duct 22 are in fluid communication with the cathode compartment C.

La construction des plaques bipolaires 10 et 20 est bien connue dans le domaine des piles à combustible à membrane échangeuse de protons et n'est donc pas décrite en détail.The construction of bipolar plates 10 and 20 is well known in the field of proton exchange membrane fuel cells and is therefore not described in detail.

Comme cela est connu, le générateur 100 comprend en outre, de part et d'autre de la pile à combustible, deux plaques collectrices 4 pour collecter le courant électrique généré par la réaction d'oxydoréduction entre le combustible réducteur RH et l'oxydant RO, deux plaques isolantes 3 pour isoler électriquement les plaques collectrices 4 du boîtier, et deux plaques terminales 2RH et 2RO, la plaque terminale 2RH étant située du côté du compartiment anodique A (c'est-à-dire plus près du compartiment anodique A que du compartiment cathodique C), et la plaque terminale 2RO étant située du côté du compartiment cathodique C (c'est-à-dire plus près du compartiment cathodique C que du compartiment anodique A).As is known, the generator 100 further comprises, on either side of the fuel cell, two collector plates 4 for collecting the electric current generated by the oxidation-reduction reaction between the reducing fuel RH and the oxidant RO , two insulating plates 3 for electrically insulating the collector plates 4 of the housing, and two end plates 2RH and 2RO, the end plate 2RH being located on the side of the anode compartment A (that is to say closer to the anode compartment A than the cathode compartment C), and the end plate 2RO is located on the side of the cathode compartment C (that is to say closer to the cathode compartment C than the anode compartment A).

Au moins l'une des deux plaques terminales 2RH et 2RO exerce une force compressive (fournie par exemple par un élément élastique (non représenté)) sur l'empilement afin de maintenir en place les plaques isolantes 3, les plaques collectrices 4, les plaques bipolaires 10 et 20, et la membrane 30.At least one of the two terminal plates 2RH and 2RO exerts a compressive force (provided for example by an elastic element (not shown)) on the stack in order to hold in place the insulating plates 3, the collector plates 4, the plates bipolar 10 and 20, and the membrane 30.

De manière connue en soi, la réaction d'oxydoréduction entre le combustible réducteur RH et l'oxydant RO produit de l'eau, et d'autres produits de réaction PR. Les produits de réaction PR et une partie importante (l-x)H20 de l'eau produite sont évacués du compartiment cathodique C par le deuxième conduit de sortie 22. Cependant, une partie xH20 de cette eau tend à rétro-diffuser, c'est-à-dire à diffuser à travers la membrane échangeuse de protons 30 depuis le compartiment cathodique C vers le compartiment anodique A. La présence d'eau dans le compartiment anodique A tend à diminuer le rendement de la réaction d'oxydoréduction, si bien qu'une partie du combustible réducteur RH quitte le compartiment anodique A sans avoir réagi, ce qui diminue le rendement de la pile à combustible 100.In a manner known per se, the oxidation-reduction reaction between the reducing fuel RH and the oxidant RO produces water, and other reaction products PR. The reaction products PR and a large portion (1 ×) H 2 O of the water produced are discharged from the cathode compartment C through the second outlet pipe 22. However, a part of this water tends to be back-diffused, ie ie to diffuse through the proton exchange membrane 30 from the cathode compartment C to the anode compartment A. The presence of water in the anode compartment A tends to decrease the efficiency of the oxidation-reduction reaction, so that a part of the reducing fuel RH leaves the anode compartment A without having reacted, which reduces the efficiency of the fuel cell 100.

Pour remédier à cet inconvénient, une commande dite « dead-end » du générateur 100 a été proposée, dans laquelle le premier conduit de sortie 12 est périodiquement obstrué par un élément d'obturation 90, comme cela est représenté sur la figure 2. De cette manière, le combustible réducteur RH est piégé dans le compartiment cathodique C.To remedy this drawback, a so-called "dead-end" command of the generator 100 has been proposed, in which the first output duct 12 is periodically obstructed by a shutter element 90, as shown in FIG. in this way, the reducing fuel RH is trapped in the cathode compartment C.

Cependant, l'eau qui rétro-diffuse depuis le compartiment cathodique C vers le compartiment anodique A s'accumule alors dans une région 95 du compartiment anodique A. Lorsque, dans cette région 95, la quantité d'eau devient trop importante, un équilibre chimique avec les réactifs RH et RO s'établit dans la pile à combustible 100 etyou la membrane échangeuse de protons 30 est « noyée » par l'eau (phénomène connu sous le nom de « anode flooding » en anglais), ce qui empêche la réaction de se poursuivre. Il devient alors nécessaire d'ouvrir à nouveau le conduit de sortie 12 pour évacuer l'eau du compartiment cathodique C. Une partie du combustible réducteur RH est alors entraînée avec l'eau, d'où il résulte une perte de combustible réducteur et donc une diminution du rendement de la pile à combustible.However, the water that retro-diffuses from the cathode compartment C to the anode compartment A then accumulates in a region 95 of the anode compartment A. When, in this region 95, the quantity of water becomes too great, an equilibrium RH and RO reagents are established in the fuel cell 100 and / or the proton exchange membrane 30 is "flooded" with water (a phenomenon known as "anode flooding"), which prevents the reaction to continue. It then becomes necessary to open the outlet duct 12 again to evacuate the water from the cathode compartment C. Part of the reducing fuel RH is then entrained with the water, which results in a loss of reducing fuel and therefore a decrease in the efficiency of the fuel cell.

Il existe donc un besoin d'un générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons et d'un procédé de commande permettant d'éliminer les pertes de combustible réducteur et de rendement des configurations qui viennent d'être décrites et/ou d'éviter ou au moins retarder le « noyage » de l'anode.There is therefore a need for a proton exchange membrane fuel cell generator and a control method for eliminating the reducing fuel losses and efficiency of the configurations just described and / or avoid or at least delay the "flooding" of the anode.

Objet et résumé de l'inventionObject and summary of the invention

Pour répondre à ce besoin, la présente invention propose un générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons, comprenant : une pile à combustible à membrane échangeuse de protons comprenant une première plaque bipolaire, une deuxième plaque bipolaire, et une membrane échangeuse de protons disposée entre la première plaque bipolaire et la deuxième plaque bipolaire et divisant la pile à combustible en un compartiment anodique et un compartiment cathodique ; un premier conduit d'entrée pour l'admission de combustible réducteur contenant de l'hydrogène ; un deuxième conduit d'entrée pour l'admission d'oxydant contenant de l'oxygène ; dans lequel le premier conduit d'entrée est en communication fluide avec le compartiment anodique, et le deuxième conduit d'entrée est en communication fluide avec le compartiment cathodique ; le générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons comprenant en outre un compartiment tampon en communication fluide avec le compartiment anodique et configuré pour permettre une évacuation de chaleur et par suite une condensation d'eau à l'intérieur de celui-ci.To meet this need, the present invention provides a proton exchange membrane fuel cell generator, comprising: a proton exchange membrane fuel cell comprising a first bipolar plate, a second bipolar plate, and a proton exchange membrane disposed between the first bipolar plate and the second bipolar plate and dividing the fuel cell into an anode compartment and a cathode compartment; a first inlet duct for the intake of reducing fuel containing hydrogen; a second inlet conduit for the oxygen-containing oxidant inlet; wherein the first input conduit is in fluid communication with the anode compartment, and the second input conduit is in fluid communication with the cathode compartment; the proton exchange membrane fuel cell generator further comprising a buffer compartment in fluid communication with the anode compartment and configured to allow heat removal and thereby condensation of water therein.

Le compartiment tampon en communication fluide avec le compartiment anodique accroît le volume du compartiment anodique. Cette augmentation de volume tend à diminuer la concentration locale d'eau dans le compartiment anodique, ce qui tend à retarder la survenue du phénomène de « noyage » de la membrane échangeuse de protons. En outre, le compartiment tampon est configuré pour qu'au moins une partie de l'eau qui y est admise sous forme de vapeur puisse s'y condenser lorsque le générateur est en fonctionnement. Cette eau condensée est ainsi soustraite du compartiment anodique et n'est alors plus disponible pour « noyer » la membrane échangeuse de protons, ce qui retarde encore la survenue du phénomène de « noyage ». La survenue du phénomène de « noyage » étant retardée, le rendement du générateur à piles à combustible est accru.The buffer compartment in fluid communication with the anode compartment increases the volume of the anode compartment. This increase in volume tends to reduce the local concentration of water in the anode compartment, which tends to delay the occurrence of the phenomenon of "flooding" of the proton exchange membrane. In addition, the buffer compartment is configured so that at least a portion of the water that is admitted as vapor can condense there when the generator is in operation. This condensed water is thus subtracted from the anode compartment and is then no longer available to "drown" the proton exchange membrane, which further delays the occurrence of the phenomenon of "flooding". As the occurrence of the "flooding" phenomenon is delayed, the efficiency of the fuel cell generator is increased.

Selon une possibilité, le générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons comprend en outre un premier conduit de sortie en communication fluide avec le compartiment anodique.According to one possibility, the proton exchange membrane fuel cell generator further comprises a first output conduit in fluid communication with the anode compartment.

Habituellement, le générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons comprend en outre un deuxième conduit de sortie en communication fluide avec le compartiment cathodique.Usually, the proton exchange membrane fuel cell generator further comprises a second output conduit in fluid communication with the cathode compartment.

Selon une possibilité, le générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons comprend en outre un échangeur de chaleur configuré pour refroidir le compartiment tampon.According to one possibility, the proton exchange membrane fuel cell generator further comprises a heat exchanger configured to cool the buffer compartment.

Selon une possibilité, le générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons comprend en outre : un conduit de purge configuré pour purger le compartiment tampon ; et une vanne de purge configurée pour obturer le conduit de purge. L'eau condensée dans le compartiment tampon peut alors être récupérée puis réutilisée pour alimenter un autre système nécessitant de l'eau pour son fonctionnement.According to one possibility, the proton exchange membrane fuel cell generator further comprises: a purge conduit configured to purge the buffer compartment; and a purge valve configured to close the purge duct. The condensed water in the buffer compartment can then be recovered and reused to feed another system that requires water for operation.

Selon une possibilité, le générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons comprend en outre un circuit de refroidissement configuré pour faire circuler au moins une partie du combustible réducteur à travers l'échangeur de chaleur avant que ledit combustible réducteur ne soit admis dans le compartiment anodique via le premier conduit d'entrée.According to one possibility, the proton exchange membrane fuel cell generator further comprises a cooling circuit configured to circulate at least a portion of the reducing fuel through the heat exchanger before said reducing fuel is admitted into the heat exchanger. anode compartment via the first inlet duct.

Le combustible réducteur est alors préchauffé au moins en partie par l'échange de chaleur avec le compartiment tampon, ce qui améliore le rendement du générateur à piles à combustible.The reducing fuel is then preheated at least in part by heat exchange with the buffer compartment, which improves the efficiency of the fuel cell generator.

Selon une possibilité, le compartiment tampon est en communication fluide avec le compartiment anodique via le premier conduit de sortie.According to one possibility, the buffer compartment is in fluid communication with the anode compartment via the first output conduit.

Selon une possibilité, le générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons comprend en outre une plaque terminale, et au moins une partie du compartiment tampon est disposée dans l'épaisseur de la plaque terminale.According to one possibility, the proton exchange membrane fuel cell generator further comprises an end plate, and at least a portion of the buffer compartment is disposed in the thickness of the end plate.

Cette configuration permet de diminuer le volume occupé par le générateur à piles à combustible, ce qui est notamment bénéfique lorsque celui-ci doit être embarqué à bord d'un aéronef ou d'un véhicule spatial. En outre, cette configuration permet de limiter le nombre de coudes de tuyauterie, et donc de limiter l'accumulation de combustible réducteur et/ou d'eau dans ces coudes. De plus, le générateur à piles à combustible répond plus rapidement à une éventuelle purge du compartiment tampon provoquée par l'ouverture de la vanne de purge.This configuration reduces the volume occupied by the fuel cell generator, which is particularly beneficial when it is to be embarked on board an aircraft or a space vehicle. In addition, this configuration makes it possible to limit the number of pipe bends, and thus to limit the accumulation of reducing fuel and / or water in these bends. In addition, the fuel cell generator responds more quickly to a possible purge of the buffer compartment caused by the opening of the purge valve.

Selon une possibilité, le compartiment tampon est en communication fluide avec le compartiment anodique via un conduit de communication distinct du premier conduit de sortie, et le premier conduit de sortie est configuré pour être obturé au moins durant certaines phases de fonctionnement du générateur.According to one possibility, the buffer compartment is in fluid communication with the anode compartment via a communication duct different from the first outlet duct, and the first outlet duct is configured to be closed at least during certain phases of operation of the generator.

Selon une possibilité, le compartiment tampon est placé plus bas que le compartiment anodique. Naturellement, le générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons est alors configuré de telle sorte que l'eau puisse s'écouler par gravité du compartiment anodique vers le compartiment tampon. Avec cette configuration, l'eau condensée tend à s'accumuler, du fait de sa densité plus importante, dans la partie inférieure du compartiment tampon, cette partie inférieure étant la plus éloignée de la membrane échangeuse de protons. Ceci retarde encore la survenue du phénomène de « noyage » de la membrane échangeuse de protons.According to one possibility, the buffer compartment is placed lower than the anode compartment. Naturally, the proton exchange membrane fuel cell generator is then configured such that water can flow by gravity from the anode compartment to the buffer compartment. With this configuration, the condensed water tends to accumulate, due to its higher density, in the lower part of the buffer compartment, this lower part being the furthest away from the proton exchange membrane. This further delays the occurrence of the phenomenon of "flooding" of the proton exchange membrane.

La présente invention concerne également un procédé de commande d'un générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons selon l'une quelconque des possibilités qui viennent d'être décrites. Ce procédé comprend les étapes suivantes : introduire dans le compartiment anodique du combustible réducteur contenant de l'hydrogène et dans le compartiment cathodique de l'oxydant contenant de l'oxygène ; refroidir le compartiment tampon de manière à condenser au moins une partie de la vapeur d'eau contenue dans le compartiment tampon.The present invention also relates to a method of controlling a proton exchange membrane fuel cell generator according to any of the possibilities which have just been described. This method comprises the steps of: introducing into the anode compartment hydrogen reducing fuel and in the cathode compartment of the oxygen-containing oxidant; cooling the buffer compartment so as to condense at least a portion of the water vapor contained in the buffer compartment.

Comme on l'a mentionné ci-dessus, le « noyage » de la membrane échangeuse de protons est retardé.As mentioned above, the "flooding" of the proton exchange membrane is delayed.

Si le générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons est pourvu du conduit de purge et de la vanne de purge définis ci-dessus, le procédé peut comprendre en outre une étape dans laquelle on ouvre la vanne de purge de sorte qu'au moins une partie de l'eau liquide condensée dans le compartiment tampon soit évacuée via le conduit de purge.If the proton exchange membrane fuel cell generator is provided with the purge duct and the purge valve defined above, the method may further comprise a step in which the purge valve is opened so that at least a portion of the liquid water condensed in the buffer compartment is discharged via the purge duct.

Comme on l'a mentionné ci-dessus, l'eau ainsi récupérée peut être réutilisée.As mentioned above, the water thus recovered can be reused.

Selon une possibilité, après avoir ouvert la vanne de purge, on referme la vanne de purge de sorte qu'une partie de l'eau liquide condensée dans le compartiment tampon reste dans le compartiment tampon.According to one possibility, after opening the purge valve, the purge valve is closed so that some of the liquid water condensed in the buffer compartment remains in the buffer compartment.

Puisque la vanne de purge est refermée de manière à laisser de l'eau liquide dans le compartiment tampon, les produits de sortie sortant du conduit de purge ne contiennent pas de combustible réducteur. Ainsi, tout le combustible réducteur admis dans la pile à combustible finit par réagir, d'où il résulte un meilleur rendement et une économie de combustible réducteur ; et le risque d'explosion et/ou d'incendie des produits de sortie est fortement diminué. D'autre part, il n'est pas nécessaire de prévoir un régulateur de pression pour réguler la pression en sortie du conduit de purge, même lorsque le générateur à piles à combustible est installé dans un aéronef ou un véhicule spatial confronté à une pression extérieure très faible.Since the purge valve is closed so as to leave liquid water in the buffer compartment, the outlet products leaving the purge conduit do not contain reducing fuel. Thus, all the reducing fuel admitted into the fuel cell eventually react, resulting in better efficiency and reducing fuel economy; and the risk of explosion and / or fire of the output products is greatly reduced. On the other hand, it is not necessary to provide a pressure regulator for regulating the outlet pressure of the purge duct, even when the fuel cell generator is installed in an aircraft or space vehicle facing an external pressure. very weak.

Brève description des dessins L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux, à la lecture de la description détaillée qui suit de plusieurs modes de réalisations, représentés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement en coupe un générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons de l'état de la technique ; - la figure 2 représente le générateur à piles à combustible de la figure 1 fonctionnant en mode « dead-end » ; - la figure 3 représente schématiquement en coupe un générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4A représente schématiquement en coupe un générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4B est une vue du détail B de la figure 4A.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be better understood and its advantages will appear better on reading the following detailed description of several embodiments, shown by way of non-limiting examples. The description refers to the accompanying drawings in which: - Figure 1 shows schematically in section a proton exchange membrane fuel cell generator of the state of the art; FIG. 2 represents the fuel cell generator of FIG. 1 operating in "dead-end" mode; - Figure 3 shows schematically in section a fuel cell generator membrane proton exchange according to a first embodiment of the invention; FIG. 4A schematically represents in section a proton exchange membrane fuel cell generator according to a second embodiment of the invention; FIG. 4B is a view of detail B of FIG. 4A.

Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention

La figure 3 représente représente schématiquement en coupe un générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons (ci-après désigné par « générateur » par commodité) 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention.FIG. 3 is a schematic sectional view of a proton exchange membrane fuel cell generator (hereinafter referred to as a "generator" for convenience) 1 according to a first embodiment of the invention.

Les éléments en commun avec le générateur 100 de l'état de la technique sont désignés par des références numériques identiques et ne sont pas décrits à nouveau en détail.The elements in common with the prior art generator 100 are designated by like reference numerals and are not described again in detail.

Le générateur 1 comprend un compartiment tampon 50 en communication fluide avec le compartiment anodique A, par exemple via le premier conduit de sortie 12. Le compartiment tampon 50 accroît le volume du compartiment anodique A. Cette augmentation de volume tend à diminuer la concentration locale d'eau dans le compartiment anodique A, ce qui tend à retarder la survenue du phénomène de « noyage » de la membrane échangeuse de protons 30. Le compartiment tampon 50 est configuré pour permettre une évacuation de chaleur, c'est-à-dire que, lorsque le compartiment tampon 50 est placé dans un milieu dont la température est inférieure à celle de l'intérieur du compartiment tampon 50, un échange de chaleur se produit entre l'intérieur du compartiment tampon 50 et ledit milieu.The generator 1 comprises a buffer compartment 50 in fluid communication with the anode compartment A, for example via the first outlet conduit 12. The buffer compartment 50 increases the volume of the anode compartment A. This increase in volume tends to reduce the local concentration of water in the anode compartment A, which tends to delay the occurrence of the "flooding" phenomenon of the proton exchange membrane 30. The buffer compartment 50 is configured to allow heat evacuation, i.e. when the buffer compartment 50 is placed in a medium whose temperature is lower than that of the interior of the buffer compartment 50, heat exchange occurs between the interior of the buffer compartment 50 and said medium.

Ainsi, au moins une partie de l'eau qui est admise sous forme de vapeur dans le compartiment tampon 50 tend à se condenser, à l'intérieur de celui-ci, sous forme d'eau liquide 56. Cette eau liquide 56 n'est alors plus disponible pour « noyer » la membrane échangeuse de protons 30, ce qui retarde encore la survenue du phénomène de « noyage ».Thus, at least a portion of the water which is admitted as steam into the buffer compartment 50 tends to condense inside thereof in the form of liquid water 56. This liquid water 56 does not is then more available to "drown" the proton exchange membrane 30, which further delays the occurrence of the phenomenon of "flooding".

Le compartiment tampon 50 peut échanger de la chaleur avec un volume d'air situé dans espace intérieur de l'aéronef ou du véhicule spatial dans lequel le générateur 1 est installé, ce volume d'air ayant une température sensiblement inférieure à la température de fonctionnement de la pile à combustible, ce qui permet de condenser au moins une partie de l'eau contenue dans le compartiment tampon 50.The buffer compartment 50 can exchange heat with a volume of air located in the interior space of the aircraft or space vehicle in which the generator 1 is installed, this air volume having a temperature substantially lower than the operating temperature of the fuel cell, thereby condensing at least a portion of the water contained in the buffer compartment 50.

Le générateur 1 peut comprendre en outre un échangeur de chaleur 60 configuré pour refroidir le compartiment tampon 50.The generator 1 may further comprise a heat exchanger 60 configured to cool the buffer compartment 50.

Dans un exemple, l'échangeur de chaleur 60 comprend notamment des ailettes de refroidissement afin de favoriser le transfert de chaleur entre le compartiment tampon 50 et le volume d'air.In one example, the heat exchanger 60 comprises in particular cooling fins in order to promote the transfer of heat between the buffer compartment 50 and the volume of air.

En complément ou en alternative, le générateur 1 comprend en outre un circuit de refroidissement 70 configuré pour faire circuler un fluide de refroidissement à travers l'échangeur de chaleur 60. Dans un exemple préféré, au moins une partie du combustible réducteur RH circule dans le circuit de refroidissement 70 et traverse l'échangeur 60 avant d'être admis dans le compartiment anodique A via le premier conduit d'entrée 11. Cette partie du combustible réducteur RH est alors préchauffée, ce qui améliore le rendement du générateur 1.In addition or alternatively, the generator 1 further comprises a cooling circuit 70 configured to circulate a cooling fluid through the heat exchanger 60. In a preferred example, at least a portion of the reducing fuel RH circulates in the cooling circuit 70 and passes through the exchanger 60 before being admitted into the anode compartment A via the first inlet duct 11. This part of the reducing fuel RH is then preheated, which improves the efficiency of the generator 1.

Le compartiment tampon 50 peut être placé plus bas que le compartiment anodique A en position normale d'exploitation. Dans le présent mode de réalisation, la direction verticale DV, représentée sur la figure 3, est la direction reliant le premier conduit de sortie au premier conduit d'entrée, le sens montant étant le sens allant du premier conduit de sortie au premier conduit d'entrée. Ainsi, le premier conduit de sortie 12 est situé plus bas que le premier conduit d'entrée 11, c'est-à-dire à une altitude plus faible. D'autre part, la partie « inférieure » d'un élément est celle qui est le plus bas dans cet élément le long de la direction verticale DV.The buffer compartment 50 can be placed lower than the anode compartment A in the normal operating position. In the present embodiment, the vertical direction DV, shown in FIG. 3, is the direction connecting the first outlet duct to the first inlet duct, the upward direction being the direction from the first outlet duct to the first duct. 'Entrance. Thus, the first outlet duct 12 is located lower than the first inlet duct 11, that is to say at a lower altitude. On the other hand, the "bottom" part of an element is the lowest in this element along the vertical direction DV.

Avec cette configuration, l'eau condensée tend à s'accumuler, du fait de sa densité plus importante, dans la partie inférieure du compartiment tampon 50, cette partie inférieure étant la plus éloignée de la membrane échangeuse de protons 30. Ceci retarde encore la survenue du phénomène de « noyage » de la membrane échangeuse de protons 30.With this configuration, the condensed water tends to accumulate, because of its higher density, in the lower part of the buffer compartment 50, this lower part being the furthest away from the proton exchange membrane 30. This further delays the occurrence of the phenomenon of "flooding" of the proton exchange membrane 30.

Dans certains modes de réalisation, le générateur 1 est prévu pour fonctionner pendant une courte période de temps, si bien que le compartiment tampon 50 peut être prévu avec un volume suffisant pour stocker toute l'eau qui aura rétro-diffusé à travers la membrane échangeuse de protons 30 puis se sera condensée dans le compartiment tampon 50.In some embodiments, the generator 1 is provided to operate for a short period of time, so that the buffer compartment 50 can be provided with a volume sufficient to store all the water that has retro-diffused through the exchange membrane proton 30 and then will be condensed in the buffer compartment 50.

Dans d'autres modes de réalisation, le générateur 1 comprend en outre un conduit de purge 80 configuré pour purger le compartiment tampon 50, et une vanne de purge 85 configurée pour obturer le conduit de purge 80. Par « purger », on entend que le conduit de purge 80 est apte à laisser passer le(s) fluide(s) contenu(s) dans le compartiment tampon 50, tant que la vanne de purge 85 est ouverte.In other embodiments, the generator 1 further comprises a purge conduit 80 configured to purge the buffer compartment 50, and a purge valve 85 configured to close the purge conduit 80. By "purge" is meant that the purge duct 80 is able to let the fluid (s) contained (s) in the buffer compartment 50, as the purge valve 85 is open.

Ainsi, lorsque la quantité d'eau condensée dans le compartiment tampon 50 risque de provoquer le « noyage » de la membrane échangeuse de protons 30, il suffit d'ouvrir la vanne de purge 85 pour évacuer une partie de l'eau condensée et ainsi retarder encore la survenue du phénomène de « noyage » de la membrane échangeuse de protons 30.Thus, when the amount of water condensed in the buffer compartment 50 may cause "flooding" of the proton exchange membrane 30, it is sufficient to open the purge valve 85 to evacuate a portion of the condensed water and thus to further delay the occurrence of the phenomenon of "flooding" of the proton exchange membrane 30.

De préférence, le conduit de purge 80 débouche dans le compartiment tampon 50 plus bas que le conduit de sortie 12, et plus préférablement encore dans une partie inférieure du compartiment tampon 50. Ainsi, lorsque la vanne de purge 85 est ouverte, le conduit de purge 80 tend à évacuer d'abord l'eau liquide 56 qui s'est accumulée dans la partie inférieure du compartiment tampon 50.Preferably, the purge duct 80 opens into the buffer compartment 50 lower than the outlet duct 12, and more preferably still in a lower part of the buffer compartment 50. Thus, when the purge valve 85 is open, the duct purge 80 tends to evacuate first the liquid water 56 which has accumulated in the lower part of the buffer compartment 50.

Un procédé de commande du générateur 1 va maintenant être décrit.A method of controlling the generator 1 will now be described.

On introduit dans le compartiment anodique A du combustible réducteur RH, et dans le compartiment cathodique C de l'oxydant RO. La réaction d'oxydoréduction se produit, comme cela est connu, et génère de l'électricité, des produits de réaction, et de l'eau. Une partie de l'eau produite par la réaction rétro-diffuse à travers la membrane échangeuse de protons 30.The anode compartment A is supplied with reducing fuel RH, and in the cathode compartment C with the oxidant RO. The oxidation-reduction reaction occurs, as is known, and generates electricity, reaction products, and water. Part of the water produced by the backscattering reaction through the proton exchange membrane 30.

On refroidit le compartiment tampon 50. Comme cela a été décrit précédemment, de cette manière, au moins une partie de la vapeur d'eau contenue dans le compartiment tampon 50 se condense sous forme d'eau liquide 56.Buffer compartment 50 is cooled. As previously described, in this way at least a portion of the water vapor contained in buffer compartment 50 condenses as liquid water 56.

On remarquera que, de manière générale, le générateur 1 fonctionne en continu, si bien que l'introduction de combustible réducteur et d'oxydant et le refroidissement du compartiment tampon 50 sont effectués simultanément et de manière continue sur une plage importante de temps.It will be noted that, in general, the generator 1 operates continuously, so that the introduction of reducing fuel and oxidant and the cooling of the buffer compartment 50 are carried out simultaneously and continuously over a significant period of time.

Dans certains modes de réalisation, le générateur 1 n'est pas pourvu du conduit de purge 80 et de la vanne de purge 85, si bien que l'eau condensée s'accumule simplement dans le compartiment tampon 50 jusqu'à la fin de la période de fonctionnement prévue du générateur 1 (qui, dans le cas d'un véhicule spatial, est généralement de l'ordre d'une heure, voire encore moins).In some embodiments, the generator 1 is not provided with the purge conduit 80 and the purge valve 85, so that the condensed water simply accumulates in the buffer compartment 50 until the end of the process. planned operating period of the generator 1 (which, in the case of a spacecraft, is generally of the order of one hour, or even less).

Dans d'autres modes de réalisation, le générateur 1 est pourvu du conduit de purge 80 et de la vanne de purge 85. Dans ce cas, on ouvre la vanne de purge 85, par exemple périodiquement. Ainsi, au moins une partie de l'eau liquide 56 contenue dans le compartiment tampon 50 est évacuée via le conduit de purge 80.In other embodiments, the generator 1 is provided with the purge duct 80 and the purge valve 85. In this case, the purge valve 85 is opened, for example periodically. Thus, at least part of the liquid water 56 contained in the buffer compartment 50 is evacuated via the purge duct 80.

De préférence dans ce cas, après avoir ouvert la vanne de purge 85, on referme la vanne de purge 85 de sorte qu'une partie de l'eau liquide 56 contenue dans le compartiment tampon 50 reste dans le compartiment tampon 50. En d'autres termes, la vanne de purge 85 est commandée de telle sorte qu'elle se referme avant que le conduit de purge 80 ne commence à évacuer un mélange d'eau liquide 56 et de vapeur d'eau et/ou de combustible réducteur RH. Ainsi, le conduit de purge 80 n'expulse pas de combustible réducteur RH, ce qui réduit fortement le risque d'explosion et/ou d'incendie au niveau du conduit de purge 80. D'autre part, il n'est pas nécessaire de prévoir un régulateur de pression pour réguler la pression en sortie du conduit de purge 80, même lorsque le générateur 1 est installé dans un aéronef ou un véhicule spatial confronté à une pression extérieure très faible. L'eau liquide 56 évacuée via le conduit de purge 80 peut être simplement évacuée à l'extérieur de l'aéronef ou du véhicule spatial. En alternative, elle peut être récupérée puis réutilisée pour alimenter un autre système nécessitant de l'eau pour son fonctionnement.Preferably in this case, after opening the purge valve 85, the purge valve 85 is closed again so that a portion of the liquid water 56 contained in the buffer compartment 50 remains in the buffer compartment 50. other words, the purge valve 85 is controlled so that it closes before the purge duct 80 begins to discharge a mixture of liquid water 56 and steam and / or reducing fuel RH. Thus, the purge pipe 80 does not expel RH reducing fuel, which greatly reduces the risk of explosion and / or fire at the bleed pipe 80. On the other hand, it is not necessary to provide a pressure regulator for regulating the pressure at the outlet of the purge duct 80, even when the generator 1 is installed in an aircraft or a space vehicle confronted with a very low external pressure. The liquid water 56 discharged via the purge duct 80 can simply be evacuated outside the aircraft or space vehicle. Alternatively, it can be recovered and reused to power another system that requires water for operation.

Diverses lois de commande sont utilisables pour commander l'ouverture et la fermeture de la vanne de purge 85.Various control laws can be used to control the opening and closing of the purge valve 85.

Par exemple, une unité de commande (non représentée) du générateur 1 peut déterminer, à partir des paramètres de fonctionnement du générateur 1 (par exemple, le débit d'entrée de combustible réducteur RH et d'oxydant RO, le temps de fonctionnement du générateur 1, la température de fonctionnement du générateur 1), un intervalle de temps entre deux ouvertures successives de la vanne de purge 85 et une durée d'ouverture de la vanne de purge 85, et commander l'ouverture et la fermeture de la vanne de purge 85 en conséquence.For example, a control unit (not shown) of the generator 1 can determine, from the operating parameters of the generator 1 (for example, the flow rate of reducing fuel RH and oxidant RO, the operating time of the generator 1, the operating temperature of the generator 1), a time interval between two successive openings of the purge valve 85 and an opening time of the purge valve 85, and controlling the opening and closing of the valve purge 85 accordingly.

Dans un autre exemple, un capteur (non représenté) peut détecter le niveau d'eau liquide 56 dans le compartiment tampon 50, et l'unité de commande peut commander l'ouverture de la vanne de purge 85 lorsque le niveau d'eau liquide atteint une valeur déterminée à l'avance.In another example, a sensor (not shown) can detect the liquid water level 56 in the buffer compartment 50, and the control unit can control the opening of the bleed valve 85 when the liquid water level reaches a value determined in advance.

La vanne de purge 85 peut alors être une électrovanne du type « tout-ou-rien » dont l'ouverture est commandée par l'unité de commande.The purge valve 85 can then be an "on-off" solenoid valve whose opening is controlled by the control unit.

Dans un autre exemple, l'ouverture de la vanne de purge 85 peut être provoquée mécaniquement par un flotteur (non représenté), le flotteur étant lui-même entraîné par la montée du niveau d'eau liquide 56 dans le compartiment tampon 50.In another example, the opening of the purge valve 85 may be mechanically caused by a float (not shown), the float itself being driven by the rise of the liquid water level 56 in the buffer compartment 50.

Le mode de fonctionnement du générateur 1 qui vient d'être présenté est applicable à tout type de combustible réducteur RH et d'oxydant RO, pourvu que la réaction d'oxydoréduction produise de l'eau sous forme de vapeur.The mode of operation of the generator 1 which has just been described is applicable to any type of reducing fuel RH and oxidant RO, provided that the oxidation-reduction reaction produces water in the form of steam.

Dans un exemple particulier, le combustible réducteur RH est le dihydrogène (H2) et le combustible oxydant est le dioxygène (O2)· La réaction d'oxydoréduction entre H2 et 02 peut se produire à une température comprise entre 100°C et 200°C, par exemple à une température voisine de 160°C. La réaction d'oxydoréduction entre H2 et 02 peut se produire à une pression absolue voisine de la pression atmosphérique, par exemple à une pression absolue comprise entre 0,6 bar et 1 bar. Le générateur 1 est généralement installé dans un milieu dont la température est inférieure ou égale à 85°C, ce qui permet de refroidir le compartiment tampon 50 et de condenser au moins une partie de l'eau qu'il contient. D'autres combustibles réducteurs RH peuvent être utilisés, comme le méthanol (CH3OH). Il se peut également que le combustible RH se dissocie en dihydrogène et en d'autres composés au voisinage de l'anode.In a particular example, the reducing fuel RH is dihydrogen (H2) and the oxidizing fuel is oxygen (O2) · The oxidation-reduction reaction between H2 and O2 can occur at a temperature of between 100 ° C and 200 ° C for example at a temperature of about 160 ° C. The oxidation-reduction reaction between H 2 and O 2 can occur at an absolute pressure close to atmospheric pressure, for example at an absolute pressure of between 0.6 bar and 1 bar. The generator 1 is generally installed in a medium whose temperature is less than or equal to 85 ° C., which makes it possible to cool the buffer compartment 50 and to condense at least part of the water that it contains. Other reducing fuels RH may be used, such as methanol (CH3OH). It is also possible that the RH fuel dissociates into hydrogen and other compounds in the vicinity of the anode.

Les figures 4A et 4B représentent schématiquement en coupe un générateur l'selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.Figures 4A and 4B show schematically in section a generator the according to a second embodiment of the invention.

Dans ce mode de réalisation, un compartiment tampon 50' est disposé au moins en partie, et de préférence entièrement, dans l'épaisseur de la plaque terminale 2RH (on rappelle que la plaque terminale 2RH est située du côté du compartiment anodique A), c'est-à-dire que au moins une partie, et de préférence la totalité, du volume intérieur du compartiment tampon 50' est incluse dans le volume de la plaque terminale 2RH.In this embodiment, a buffer compartment 50 'is disposed at least in part, and preferably entirely, in the thickness of the end plate 2RH (remember that the terminal plate 2RH is located on the side of the anode compartment A), i.e. at least a portion, and preferably all, of the inner volume of the buffer compartment 50 'is included in the volume of the end plate 2RH.

Cette configuration permet de limiter le nombre de coudes de tuyauterie, et donc de limiter l'accumulation de combustible réducteur RH et/ou d'eau dans ces coudes. De plus, le générateur 1' répond plus rapidement à une éventuelle purge du compartiment tampon 50' provoquée par l'ouverture de la vanne de purge 85.This configuration makes it possible to limit the number of pipe elbows, and therefore to limit the accumulation of reducing fuel RH and / or water in these elbows. In addition, the generator 1 'responds more quickly to a possible purge of the buffer compartment 50' caused by the opening of the purge valve 85.

Comme dans le premier mode de réalisation, le compartiment tampon 50' est de préférence situé plus bas que le compartiment anodique A comme cela est représenté sur la figure 4A. Le compartiment tampon 50' peut être en communication fluide avec le compartiment anodique A via le premier conduit de sortie 12. Toutefois, afin de limiter encore le nombre de coudes de tuyauterie, il est préférable que le compartiment tampon 50' soit en communication fluide avec le compartiment anodique A via un conduit de communication 14 distinct du premier conduit de sortie 12. Dans ce cas, le premier conduit de sortie 12 peut être obturé, par exemple par un élément d'obturation 90, au moins pendant certaines phases de fonctionnement du générateur 1'.As in the first embodiment, the buffer compartment 50 'is preferably located lower than the anode compartment A as shown in Fig. 4A. The buffer compartment 50 'can be in fluid communication with the anode compartment A via the first outlet conduit 12. However, in order to further limit the number of pipe bends, it is preferable that the buffer compartment 50' is in fluid communication with the anode compartment A via a communication duct 14 distinct from the first outlet duct 12. In this case, the first outlet duct 12 may be closed, for example by a closure element 90, at least during certain operating phases of the generator 1 '.

Le compartiment tampon 50' peut échanger de la chaleur avec un volume d'air situé dans espace intérieur de l'aéronef ou du véhicule spatial dans lequel le générateur 1' est installé, ce volume d'air ayant une température sensiblement inférieure à la température de fonctionnement de la pile à combustible.The buffer compartment 50 'can exchange heat with a volume of air located in the interior space of the aircraft or spacecraft in which the generator 1' is installed, this volume of air having a temperature substantially below the temperature of operation of the fuel cell.

Le générateur l'peut comprendre en outre un échangeur de chaleur 60' configuré pour refroidir le compartiment tampon 50'. Cet échangeur de chaleur 60' est en règle générale intégré à la plaque terminale 2RH.The generator may further comprise a heat exchanger 60 'configured to cool the buffer compartment 50'. This heat exchanger 60 'is generally integrated with the terminal plate 2RH.

Dans un exemple, l'échangeur de chaleur 60' comprend notamment des ailettes de refroidissement afin de favoriser le transfert de chaleur entre le compartiment tampon 50' et le volume d'air.In one example, the heat exchanger 60 'includes cooling fins in particular to promote heat transfer between the buffer compartment 50' and the volume of air.

En complément ou en alternative, le générateur 1' comprend en outre un circuit de refroidissement 70' configuré pour faire circuler un fluide de refroidissement à travers l'échangeur de chaleur 60'. Le circuit de refroidissement 70' est de préférence intégré à la plaque terminale 2RH. Comme dans le premier mode de réalisation, on peut prévoir qu'au moins une partie du combustible réducteur RH circule dans le circuit de refroidissement 70' et traverse l'échangeur 60' avant d'être admis dans le compartiment anodique A via le premier conduit d'entrée 11.In addition or alternatively, the generator 1 'further comprises a cooling circuit 70' configured to circulate a cooling fluid through the heat exchanger 60 '. The cooling circuit 70 'is preferably integrated with the end plate 2RH. As in the first embodiment, it can be provided that at least a portion of the reducing fuel RH circulates in the cooling circuit 70 'and passes through the exchanger 60' before being admitted into the anode compartment A via the first conduit 11.

Le circuit de refroidissement 70' peut également être configuré pour refroidir le générateur Γ, ce qui simplifie la conception de la pile à combustible Γ.The cooling circuit 70 'can also be configured to cool the generator Γ, which simplifies the design of the fuel cell Γ.

Le générateur 1' peut comprendre un conduit de purge 80 et une vanne de purge 85 analogues à ceux du premier mode de réalisation.The generator 1 'may comprise a purge duct 80 and a purge valve 85 similar to those of the first embodiment.

Le générateur 1' présente le même fonctionnement et les mêmes avantages que le générateur 1, qui ne sont donc pas décrits en détail à nouveau. En outre, puisque le compartiment tampon 50' est disposé au moins en partie dans l'épaisseur de la plaque terminale 2RH, le volume occupé par le générateur 1' est réduit, ce qui est notamment bénéfique lorsque celui-ci doit être embarqué à bord d'un aéronef ou d'un véhicule spatial.The generator 1 'has the same operation and the same advantages as the generator 1, which are therefore not described in detail again. In addition, since the buffer compartment 50 'is disposed at least partly in the thickness of the end plate 2RH, the volume occupied by the generator 1' is reduced, which is particularly beneficial when it must be on board an aircraft or spacecraft.

Claims (9)

REVENDICATIONS 1. Générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons (1 ; 10, comprenant : une pile à combustible comprenant une première plaque bipolaire (10), une deuxième plaque bipolaire (20), et une membrane échangeuse de protons (30) disposée entre la première plaque bipolaire (10) et la deuxième plaque bipolaire (20) et divisant la pile à combustible (1 ; 10 en un compartiment anodique (A) et un compartiment cathodique (C) ; un premier conduit d'entrée (11) pour l'admission de combustible réducteur (RH) contenant de l'hydrogène ; un deuxième conduit d'entrée (21) pour l'admission d'oxydant (RO) contenant de l'oxygène ; dans lequel le premier conduit d'entrée (11) est en communication fluide avec le compartiment anodique (A), et le deuxième conduit d'entrée (21) est en communication fluide avec le compartiment cathodique (C), le générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons (1 ; 10 étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un compartiment tampon (50 ; 500 en communication fluide avec le compartiment anodique (A) et configuré pour permettre une évacuation de chaleur et par suite une condensation d'eau à l'intérieur de celui-ci.A proton exchange membrane fuel cell generator (1; 10, comprising: a fuel cell comprising a first bipolar plate (10), a second bipolar plate (20), and a proton exchange membrane (30) disposed between the first bipolar plate (10) and the second bipolar plate (20) and dividing the fuel cell (1; 10 into an anode compartment (A) and a cathode compartment (C); a first input conduit (11) for admitting reducing fuel (RH) containing hydrogen, a second inlet conduit (21) for oxygen-containing oxidant (RO) inlet, wherein the first inlet conduit ( 11) is in fluid communication with the anode compartment (A), and the second input conduit (21) is in fluid communication with the cathode compartment (C), the proton exchange membrane fuel cell generator (1; 10 being characterized in that it further comprises a buffer compartment (50; 500 in fluid communication with the anode compartment (A) and configured to allow heat removal and thereby water condensation therein. 2. Générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons selon la revendication 1, comprenant en outre un échangeur de chaleur (60 ; 600 configuré pour refroidir le compartiment tampon (50 ; 500-The proton exchange membrane fuel cell generator according to claim 1, further comprising a heat exchanger (60; 600 configured to cool the buffer compartment (50; 3. Générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons selon la revendication 2, comprenant en outre un circuit de refroidissement (70 ; 700 configuré pour faire circuler au moins une partie du combustible réducteur (RH) à travers l'échangeur de chaleur (60 ; 600 avant que ledit combustible réducteur (RH) ne soit admis dans le compartiment anodique (A) via le premier conduit d'entrée (11).The proton exchange membrane fuel cell generator according to claim 2, further comprising a cooling circuit (70; 700 configured to circulate at least a portion of the reducing fuel (RH) through the heat exchanger ( 60, 600 before said reducing fuel (RH) is admitted into the anode compartment (A) via the first inlet conduit (11). 4. Générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant en outre une plaque terminale (2RH), et dans lequel au moins une partie du compartiment tampon (50 ; 500 est disposée dans l'épaisseur de la plaque terminale (2RH).The proton exchange membrane fuel cell generator according to any one of claims 1 to 3, further comprising a terminal plate (2RH), and wherein at least a portion of the buffer compartment (50; the thickness of the end plate (2RH). 5. Générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le compartiment tampon (50 ; 500 est placé plus bas que le compartiment anodique (A).The proton exchange membrane fuel cell generator according to any one of claims 1 to 4, wherein the buffer compartment (50; 500 is placed lower than the anode compartment (A). 6. Générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant en outre : un conduit de purge (80) configuré pour purger le compartiment tampon (50 ; 500 ; et une vanne de purge (85) configurée pour obturer le conduit de purge (80).The proton exchange membrane fuel cell generator according to any one of claims 1 to 5, further comprising: a purge conduit (80) configured to purge the buffer compartment (50; 500; and a purge valve (85) configured to close the purge duct (80). 7. Procédé de commande d'un générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons (1 ; 10 selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, le procédé comprenant les étapes suivantes : introduire dans le compartiment anodique (A) du combustible réducteur (RH) contenant de l'hydrogène et dans le compartiment cathodique (C) de l'oxydant (RO) contenant de l'oxygène ; refroidir le compartiment tampon (50 ; 500 de manière à condenser au moins une partie de la vapeur d'eau contenue dans le compartiment tampon (50 ; 500-7. A method of controlling a proton exchange membrane fuel cell generator (1; 10) according to any one of claims 1 to 5, the method comprising the steps of: introducing into the anode compartment (A) fuel hydrogen-containing reductant (RH) and in the cathode compartment (C) of the oxygen-containing oxidant (RO), cooling the buffer compartment (50; 500) so as to condense at least a portion of the vapor water contained in the buffer compartment (50; 500- 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel le générateur à piles à combustible à membrane échangeuse de protons (1 ; 10 comprend en outre : un conduit de purge (80) configuré pour purger le compartiment tampon (50 ; 500 ; et une vanne de purge (85) configurée pour obturer le conduit de purge (80), et dans lequel on ouvre la vanne de purge (85) de sorte qu'au moins une partie de l'eau liquide (56) condensée dans le compartiment tampon (50 ; 500 soit évacuée via le conduit de purge (80).The method of claim 7, wherein the proton exchange membrane fuel cell generator (1; 10) further comprises: a purge conduit (80) configured to purge the buffer compartment (50; 500; and a valve purge valve (85) configured to close the purge duct (80), and wherein the purge valve (85) is opened so that at least a portion of the liquid water (56) is condensed in the buffer compartment ( 50, 500 is evacuated via the purge duct (80). 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel après avoir ouvert la vanne de purge (85), on referme la vanne de purge (85) de sorte qu'une partie de l'eau liquide (56) condensée dans le compartiment tampon (50 ; 500 reste dans le compartiment tampon (50 ; 500-A method according to claim 8, wherein after opening the purge valve (85), the purge valve (85) is closed so that a portion of the liquid water (56) condensed in the buffer compartment ( 50, 500 remains in the buffer compartment (50;
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