FR3050874A1 - Ensemble pour cellule de pile a combustible - Google Patents

Abstract

Ensemble pour cellule de pile à combustible permettant d'assurer un positionnement précis d'un joint (30, 130) sur une plaque bipolaire (10, 110), tout en assurant son maintien sur la plaque, dans lequel la plaque (10, 110) comprend, sur au moins une de ses faces principales (10a, 110a), un support de maintien de joint (12, 112), le support de maintien de joint (12, 112) se projetant depuis ladite au moins une face principale (10a, 110a) et s'étendant continûment le long d'au moins un côté de la plaque (10, 110), dans lequel la plaque (10, 110) comporte une pluralité d'orifices de positionnement (14, 114), dans lequel le joint (30, 130) est configuré pour être plaqué contre le support de maintien de joint (12, 112) de la plaque (10, 110), et dans lequel le joint (30, 130) comporte, sur au moins une de ses faces principales, une pluralité de saillies (34, 134) positionnées de telle sorte qu'au moins deux saillies (34, 134) sont aptes à s'insérer respectivement dans des orifices de positionnement (14, 114) de la plaque (10, 110).

Description

DOMAINE DE L’INVENTION

La présente invention concerne le domaine des piles à combustible, plus particulièrement les piles à combustible à membrane d'échange de protons haute température (HT-PEMFC : « high température proton exchange membrane fuel cell »), notamment l'assemblage de plaques bipolaires de piles à combustibles, et plus particulièrement un ensemble pour cellule de pile à combustible comprenant une plaque et un joint.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE

Les piles à combustible sont constituées classiquement d'une ou plusieurs cellules électrochimiques, chacune de ces cellules étant elle-même constituée de deux plaques bipolaires, de deux joints et d'un assemblage membrane électrode (MEA : « membrane electrode assembly), cette dernière étant le siège des réactions d'oxydoréduction et de la production des électrons. Les plaques bipolaires comportent des canaux dans lesquels circulent les réactifs alimentant la MEA ainsi qu'un fluide caloporteur, assurant le refroidissement de la pile à combustible.

Les joints, disposés sur des supports de joints entre les plaques bipolaires et la membrane, permettent d'assurer l'étanchéité vis-à-vis de l'extérieur d'une part, et entre les circuits de réactifs et de liquide caloporteur d'autre part. Afin de remplir leur fonction d'étanchéité, les joints doivent être localement comprimés et parfaitement maintenus en position de manière à assurer un contact sans discontinuité avec la plaque bipolaire et la MEA.

Or, afin de réduire l'encombrement de l'ensemble, les dimensions des supports de joints sont réduites au maximum. Par conséquent, un positionnement précis et minutieux du joint sur la plaque bipolaire est primordial, de sorte que le joint soit correctement comprimé par les supports de joints.

La difficulté majeure pour assurer le positionnement d'un joint dans une pile à combustible de type HT-PEMFC est liée aux conditions thermochimiques endurées par le joint. En effet, le joint est soumis à la présence d'acide et à des températures pouvant atteindre 150 à 250 °C, conditions dans lesquelles des dégradations de matériaux peuvent se produire. Par conséquent, il est particulièrement difficile d'utiliser des produits d'adhésion, tels qu'une colle, afin de maintenir en position le joint. De plus, la compatibilité d'un tel matériau additionnel avec le milieu interne de la pile à combustible peut être difficile à assurer et sa dégradation pourrait être préjudiciable au bon fonctionnement de ladite pile à combustible. Par ailleurs, un produit de collage permet d'assurer une fonction de maintien, mais pas un positionnement précis : on s'expose ainsi au risque de fixer le joint dans une position inadaptée menant à la non-fonctionnalité de l'assemblage.

Cette problématique de positionnement et de maintien est d'autant plus importante que les joints sont constitués de matériaux déformables, tels que des polymères élastomères, et leurs formes présentent des zones à rapport d'aspect fortement allongé, c'est-à-dire de faible largeur et épaisseur devant la longueur. Par conséquent, les joints se déforment facilement et leur positionnement lors de l'assemblage de la pile à combustible peut se révéler contraignant et coûteux en temps. En outre, des défauts de positionnement de joints peuvent subsister, engendrant une mauvaise étanchéité de l'assemblage final.

Un besoin existe donc pour un dispositif permettant d'assurer un positionnement précis des joints sur les plaques bipolaires, tout en assurant leur maintien sur ces plaques, qui soit dépourvu, au moins en partie, des inconvénients inhérents aux configurations connues précitées. PRESENTATION DE L'INVENTION Le présent exposé concerne un ensemble pour cellule de pile à combustible comprenant une plaque et un joint, dans lequel la plaque comprend, sur au moins une de ses faces principales, un support de maintien de joint, le support de maintien de joint se projetant depuis ladite au moins une face principale et s'étendant continûment le long d'au moins un côté de la plaque, dans lequel la plaque comporte une pluralité d'orifices de positionnement, dans lequel le joint est configuré pour être plaqué contre le support de maintien de joint de la plaque, et dans lequel le joint comporte, sur au moins une de ses faces principales, une pluralité de saillies positionnées de telle sorte qu'au moins deux saillies sont aptes à s'insérer respectivement dans des orifices de positionnement de la plaque.

Dans le présent exposé, par « faces principales », on comprend les faces de plus grandes dimensions. Dans le cas d'une plaque, il s'agit des deux faces opposées de la plaque. Par exemple, dans une vue de face de la plaque, la face principale peut avoir la forme d'un rectangle.

Dans le présent exposé, par « se projetant depuis ladite au moins une face principale », on comprend que le support de maintien de joint, par exemple, fait saillie sur la face principale de la plaque, dans une direction perpendiculaire à ladite plaque. Par « s'étendant continûment le long d'au moins un côté de la plaque », on comprend que le support de maintien de joint se projette depuis la face principale de la plaque, tout le long d'au moins un côté de la plaque, sans interruption. Par exemple, le support de maintien de joint peut s'étendre parallèlement au côté de la plaque.

Dans le présent exposé, par « configuré pour être plaqué contre le support de maintien de joint de la plaque », on comprend que le joint vient en contact appuyé avec le support de maintien de joint, de sorte à assurer un contact continu entre le joint et le support, et donc d'assurer l'étanchéité de ce contact.

Le joint comporte, sur au moins une de ses faces principales, une pluralité de saillies positionnées de telle sorte que, lorsque le joint est plaqué contre le support de maintien de joint, au moins deux saillies sont aptes à s'insérer respectivement dans des orifices de positionnement de la plaque.

Par conséquent, lorsque les au moins deux saillies du joint sont insérées dans les orifices correspondant de la plaque, le joint n'est plus libre de se déplacer dans une quelconque direction parallèle à la face principale de la plaque ; autrement dit, le joint ne peut plus glisser par rapport à la plaque. Cela permet d'assurer un positionnement précis du joint par rapport à la plaque, de sorte que, lors de l'assemblage des différents éléments d'une pile à combustible, des défauts de positionnement de joints, risquant d'engendrer une mauvaise étanchéité de l'assemblage final, peuvent être évités. En outre, cette configuration permet un positionnement simple, immédiat et rapide, les saillies du joint étant guidées par les orifices correspondant de la plaque, et permet également d'éviter l'utilisation de matériau additionnel tel qu'une colle, pouvant se dégrader avec le temps. Les saillies du joint ne présentant pas le risque de se dégrader, cette solution a donc l'avantage d'être durable, et limite ainsi le risque d'apparition de fuite dans la pile à combustible avec le temps.

Dans certains modes de réalisation, le support de maintien de joint présente, dans une vue de face de la plaque, un contour continu et fermé, tout le long de la périphérie de la plaque. Par exemple, dans une vue de face de la plaque, le support de maintien de joint peut avoir la forme d'un rectangle. Cela permet d'assurer un contact continu, et donc une bonne étanchéité entre le support de maintien de joint et le joint sur toute la périphérie de la plaque.

Dans certains modes de réalisation, les orifices de positionnement sont répartis sur la plaque à intervalles non réguliers. Cela permet d'assurer un positionnement précis du joint sur la plaque, dans la mesure où, dans une telle configuration, un seul positionnement du joint sur la plaque est possible.

Dans certains modes de réalisation, les orifices de positionnement sont répartis sur la plaque à intervalles réguliers. Cela permet de simplifier la fabrication de la plaque, et par conséquent du joint.

Dans certains modes de réalisation, le joint est configuré de sorte que lorsqu'il est monté sur la plaque, le joint s'étend continûment le long de la périphérie externe de la plaque. Cette configuration permet d'assurer un contact étanche tout le long de cette périphérie entre l'espace intérieur délimité par cette périphérie et l'extérieur, lors du montage des différents éléments d'une pile à combustible. Par exemple, dans une vue de face de la plaque, le joint s'étend parallèlement aux côté de la plaque.

Dans certains modes de réalisation, le joint est configuré de sorte que, lorsqu'il est monté sur la plaque, le joint présente une section parallélépipédique en coupe selon un plan perpendiculaire au plan de la plaque. Par conséquent, à l'exception de la présence des saillies, le joint comporte des faces planes.

Dans certains modes de réalisation, le support de maintien de joint présente une section trapézoïdale en coupe selon un plan perpendiculaire au plan de la plaque, de sorte que la surface supérieure du support de maintien de joint soit parallèle au plan de la plaque.

Lorsque le joint est positionné sur la plaque, une face du joint, de section parallélépipédique, vient en contact avec la surface supérieure du support de maintien de joint. Ces formes respectives du joint et du support de maintien de joint permettent d'augmenter la surface de contact entre le joint et la plaque, et par conséquent d'assurer une meilleure étanchéité.

Dans certains modes de réalisation, au moins un orifice de positionnement présente un diamètre inférieur ou égal au diamètre des saillies du joint. Cela permet de réaliser un effet de serrage de la saillie dans le trou, et par conséquent un maintien solide du joint sur la plaque. En effet, avec une telle configuration, un effort important est nécessaire pour retirer le joint de la plaque. Ainsi, l'ensemble du présent exposé permet à la fois un positionnement précis et un maintien en position plus fiable du joint sur la plaque.

Dans certains modes de réalisation, les orifices du support de maintien de joint et les saillies du joint sont de forme cylindrique. Cette forme cylindrique des orifices et des saillies permet de simplifier la réalisation de ces différents éléments.

Dans certains modes de réalisation, les orifices du support de maintien de joint et les saillies du joint sont de forme parallélépipédique. Cette forme plus allongée, par rapport à une forme cylindrique, des orifices et des saillies, permet d'obtenir une plus grande interface entre le joint et la plaque, et donc d'absorber plus facilement d'éventuelles dilatations différentielles entre le joint et la plaque. Les orifices et les saillies peuvent également avoir une forme ovale, ou toute autre forme allongée.

Dans certains modes de réalisation, au moins certains orifices de positionnement de la plaque sont disposés sur le support de maintien de joint.

Dans certains modes de réalisation, tous les orifices de positionnement de la plaque sont disposés sur le support de maintien de joint. Dans cette configuration, le support de maintien de joint assure les fonctions de positionnement et de maintien du joint sur la plaque. Cette mutualisation des fonctions permet de simplifier la fabrication de la plaque.

Dans certains modes de réalisation, la plaque comprend en outre au moins un support de positionnement de joint se projetant depuis ladite au moins une face principale de la plaque, et dans lequel chaque support de positionnement de joint comporte au moins un orifice de positionnement.

Le support de positionnement de joint se projette depuis la face principale de la plaque de la même façon que le support de maintien de joint, dans au moins une région différente dudit support de maintien de joint.

Dans de tels modes de réalisation, en alternative ou en complément des orifices de positionnement présents sur le support de maintien de joint, au moins certains des orifices de positionnement sont présents sur les supports de positionnement de joint, ce qui permet également d'assurer un positionnement précis du joint par rapport à la plaque. De plus, cela permet de répartir les fonctions de positionnement et de maintien en position entre les supports de positionnement de joint et le support de maintien de joint.

Dans certains modes de réalisation, tous les orifices de positionnement de la plaque sont disposés sur les supports de positionnement de joint. Dans cette configuration, seuls les supports de positionnement de joint assurent la fonction de positionnement du joint sur la plaque. Cela permet de dissocier complètement les fonctions de positionnement et de maintien en position, les supports de positionnement de joint et le support de maintien de joint étant dédiés à une fonction donnée de telle sorte qu'une performance accrue peut être atteinte. Ainsi, par exemple, le support de maintien de joint assure uniquement la fonction de maintien en position, permettant d'améliorer encore l'étanchéité. En effet, avec une telle configuration, un éventuel défaut sur une saillie du joint, par exemple, n'engendrera pas de problème d'étanchéité au niveau du support de maintien de joint.

Dans certains modes de réalisation, chaque support de positionnement de joint est disposé entre le support de maintien de joint et la périphérie de la plaque. En d'autres termes, dans une vue de face de la plaque, les supports de positionnement de joint sont situés à l'extérieur du périmètre délimité par le support de maintien de joint. Cette position des supports de positionnement de joint permet de ne pas interférer avec d'autres éléments de la pile à combustible, tels que les canaux de réactifs et liquide caloporteur, et donc de faciliter l'assemblage des différents éléments de la pile à combustible. Cela permet également de tendre plus efficacement le joint et donc d'améliorer la qualité du contact entre le joint et le support de maintien de joint, et par conséquent l'étanchéité.

Dans certains modes de réalisation, le support de maintien de joint est disposé entre les supports de positionnement de joint et la périphérie de la plaque. En d'autres termes, dans une vue de face de la plaque, les supports de positionnement de joint sont situés à l'intérieur du périmètre délimité par le support de maintien de joint.

Dans certains modes de réalisation, au moins un et de préférence chaque support de positionnement de joint se projette depuis la face principale de la plaque sur une hauteur inférieure, dans une direction perpendiculaire au plan de la plaque, à la hauteur sur laquelle se projette le support de maintien de joint. Par conséquent, lors de l'assemblage d'une pile à combustible, le support de maintien de joint est le premier à venir en contact avec l'élément correspondant, par exemple la membrane, comprimant ainsi le joint entre le support de maintien de joint et la membrane. Cela permet au support de maintien de joint de remplir sa fonction de maintien du joint, en assurant l'étanchéité du contact entre ces éléments.

Dans certains modes de réalisation, la plaque comporte des canaux dans lesquels un fluide est apte à circuler, les canaux se projetant depuis la face principale de la plaque sur une hauteur inférieure ou égale, dans une direction perpendiculaire au plan de la plaque, à la hauteur sur laquelle se projette le support de maintien de joint. Cela permet au support de maintien de joint de pouvoir comprimer le joint, sans être perturbé par les canaux.

Dans certains modes de réalisation, le joint couvre la totalité du support de maintien de joint, dans une vue de face de la plaque. Cela permet d'assurer un contact continu, et donc une bonne étanchéité entre le support de maintien de joint et le joint sur toute la périphérie de la plaque.

Dans certains modes de réalisation, le joint comprend un matériau de type élastomère. Ce matériau présente l'avantage de pouvoir se déformer élastiquement par compression, permettant d'assurer l'étanchéité entre deux éléments.

Dans certains modes de réalisation, le joint comprend entre 50 et 80% en masse de fluorine, de préférence entre 60 et 75%. Une telle présence de fluor permet d'assurer une bonne résistance du joint aux conditions de hautes températures et d'ambiances fortement acides.

Dans certains modes de réalisation, la plaque est constituée de deux tôles métalliques assemblées. Plus précisément, la plaque peut être constituée de deux tôles fines métalliques découpées, par exemple par un procédé de découpe laser, de sortes à former les différents canaux nécessaires à la circulation des fluides et les orifices nécessaires au positionnement du joint. Les deux tôles fines métalliques formées sont assemblées, par exemple par un procédé de soudage laser, afin de constituer une plaque bipolaire.

Le présent exposé concerne également une pile à combustible comprenant au moins un ensemble selon l'un quelconque des modes de réalisation précédents.

Dans certains modes de réalisation, la pile à combustible comprend deux ensembles du présent exposé et un assemblage membrane électrode (MEA).

Le présent exposé concerne également un procédé de fabrication de joint pour un ensemble du présent exposé, le procédé de fabrication comportant : - une étape de fourniture d'un moule comportant une cavité de moulage et une pluralité de canaux d'injection, - une étape d'injection de matière dans le moule via les canaux d'injection, l'injection de matière étant prolongée jusqu'à ce que la cavité de moulage et au moins une portion de chaque canal d'injection soit remplies, - une étape de solidification de la matière dans le moule, - une étape de démoulage du joint, ledit joint comportant une pluralité de saillies de positionnement issues de la matière présente et solidifiée dans les canaux d'injection du moule.

La cavité de moulage, pouvant être de forme parallélépipédique, comporte des faces internes planes et régulières. Au moins une de ces faces internes comporte une pluralité d'orifices sur lesquels débouchent les canaux d'injection. La position de ces canaux d'injection sur le moule correspond à la position des saillies souhaitée sur le joint final obtenu après l'étape de démoulage. Ainsi, lorsque la cavité de moulage est remplie, l'injection de matière est prolongée de sorte à remplir également, au moins en partie, les canaux d'injection. Par conséquent, après les étapes de solidification et de démoulage, le joint obtenu comporte une pluralité de saillies issues de la matière présente et solidifiée dans les canaux d'injection du moule.

Un tel procédé permet de fabriquer facilement un joint selon le présent exposé en réduisant le risque que certaines saillies soient mal formées comme cela pourrait être le cas, par exemple, avec des procédés classiques de type injection-moulage utilisant un moule possédant des puits de la forme des saillies à réaliser sur le joint. En effet, un procédé de fabrication par injection-moulage ne convient pas pour les matériaux polymères possédant une forte teneur en fluor, et donc une viscosité élevée à l'état liquide, rendant difficile sa mise en forme. En particulier, la répartition de matière dans le moule au moment de l'étape d'injection peut ne pas être homogène, engendrant des défauts de formation, si les puits du moule ne sont pas alimentés en matière par exemple. Or, des taux de fluor élevés peuvent se révéler nécessaires afin d'assurer une bonne résistance du joint aux conditions de hautes températures et d'ambiances fortement acides rencontrées avec les HT-PEMFC.

Le procédé décrit dans le présent exposé permet ainsi d'éviter ces problèmes, et donc d'obtenir un joint sans défauts de formation, permettant ainsi d'améliorer l'étanchéité de l'assemblage final.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée faite ci-après de différents modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. Cette description fait référence aux pages de figures annexées, sur lesquelles : - la figure 1 représente une vue éclatée d'un assemblage de pile à combustible. - la figure 2A est une vue en perspective d'une partie de plaque bipolaire selon un exemple du présent exposé, la figure 2B est une vue en perspective d'un ensemble comportant un joint et une plaque de la figure 2A. - la figure 3A est une vue en perspective d'une partie de plaque bipolaire selon un autre exemple du présent exposé, la figure 3B est une vue en perspective d'un ensemble comportant un joint et une plaque de la figure 3A. - la figure 4 représente une vue en coupe d'un moule pour un procédé de fabrication de joint du présent exposé. DESCRIPTION DETAILLEE D'EXEMPLES DE REALISATION Les dessins annexés sont schématiques et visent avant tout à illustrer les principes de l'invention.

Sur ces dessins, d'une figure à l'autre, des éléments (ou parties d'élément) identiques sont repérés par les mêmes signes de référence. En outre, des éléments (ou parties d'élément) appartenant à des exemples de réalisation différents mais ayant une fonction analogue sont repérés sur les figures par des références numériques incrémentées de 100, 200, etc.

La figure 1 représente une vue éclatée schématique des différents éléments d'une cellule de pile à combustible 1, comportant deux plaques bipolaires 10, dans lesquelles circulent un fluide caloporteur et des réactifs venant alimenter une MEA 40. La MEA 40 est enserrée entre les deux plaques bipolaires 10. Afin d'assurer l'étanchéité vis-à-vis de l'extérieur d'une part, et entre les circuits de réactifs d'autre part, des joints 30 élastomères sont disposés entre les plaques 10 et la membrane 40, à la périphérie de ces derniers.

La figure 2A montre une vue en perspective d'une partie d'une face principale 10a de plaque bipolaire 10 selon un exemple du présent exposé. Chaque plaque bipolaire 10 est constituée de deux tôles métalliques fines 10b assemblées, formant les différents canaux 16 nécessaires à la circulation des fluides. Les plaques bipolaires 10 ainsi formées comportent, un support de maintien de joint 12, et des canaux 16 dans lesquels circulent les différents fluides. Dans cet exemple, le support de maintien de joint 12 forme un trapèze dans une vue en coupe perpendiculaire à la plaque 10, et possède une face supérieure de support 12a plane. Une pluralité d'orifices de positionnement 14 est formée sur la face supérieure 12a du support de maintien de joint 12. Par ailleurs, le support de maintien de joint 12 s'étend sur toute la périphérie de la plaque 10.

La figure 2B représente la plaque bipolaire 10 de la figure 2A, sur laquelle a été fixé un joint 30. Dans cet exemple, le joint 30 forme un rectangle dans une vue en coupe perpendiculaire à la plaque 10. Une pluralité de saillies 34 sont formées sur une des faces du joint 30. La position et l'intervalle entre chaque saillie 34 sur le joint 30 correspondent à la position et l'intervalle entre chaque orifice 14 de la plaque 10. Par conséquent, lorsque le joint 30 est fixé sur la plaque 10, chaque saillie 34 vient s'insérer dans chaque orifice 14 respectivement. Cela permet d'assurer un positionnement précis du joint 30 sur la plaque bipolaire 10. Une fois le joint 30 fixé et positionné sur la plaque 10, ce dernier recouvre la totalité de la surface supérieure 12a du support de maintien de joint 12.

Par ailleurs, le diamètre des saillies 34 du joint 30 est légèrement supérieur au diamètre des orifices 14 du support 12. Par conséquent, pour fixer le joint 30 sur le support 12, l'opérateur doit appliquer une pression suffisante, en exerçant une force sur la face supérieure 30a du joint 30, de sorte que les saillies 34 puissent pénétrer dans les orifices 14 en se déformant élastiquement. Par conséquent, une fois insérées dans les orifices 14, et grâce à cette déformation élastique, les saillies 34 exercent une pression latérale sur le rebord des orifices 14. Ainsi, cette configuration permet de positionner précisément le joint 30 sur la plaque bipolaire 10, mais également de le maintenir fermement en position, contrairement à l'emploi d'une colle qui pourrait notamment se dégrader au cours du temps.

De plus, lors de l'assemblage de la pile à combustible 1, chaque joint 30 est comprimé entre la face supérieure 12a du support 12 d'une part et le support 12 de la plaque bipolaire 10 opposée d'autre part via le joint opposé et la membrane MEA. Cette compression déforme élastiquement le joint, assurant ainsi l'étanchéité de l'ensemble.

Dans un autre exemple illustré sur la figure 3A, les plaques bipolaires 110 comportent en outre, sur une face principale 110a, des supports de positionnement de joint 122. Les autres éléments constituant les plaques bipolaires 110 sont analogues aux plaques bipolaires 10 de l'exemple précédent.

Dans cet exemple, la plaque bipolaire 110 comporte une pluralité de supports de positionnement de joint 122, disposés entre le support de maintien de joint 112 et la périphérie de la plaque 110. Chaque support de positionnement de joint 122 comporte un orifice de positionnement 114. Le joint 130 est configuré de sorte que la position et l'intervalle entre chaque saillie 134 correspondent à la position et l'intervalle entre chaque orifice 114.

Dans cette configuration, lorsque le joint 130 est positionné et fixé sur la plaque 110, chaque saillie 134 vient s'insérer dans chaque orifice 114 respectivement, positionnant ainsi le joint 130 sur la plaque 110. De plus, le joint 130 s'étend de sorte que, une fois fixé sur la plaque 110, il recouvre également la surface supérieure 112a du support de maintien de joint 112. Ce dernier ayant, dans une vue en coupe perpendiculaire à la plaque 110, une hauteur supérieure aux supports de positionnement de joint 122, lorsque la pile à combustible 1 est assemblée, le joint 30 est comprimé entre la face supérieure 112a du support 112 et le support 112 de la plaque bipolaire 110 opposée. Cette compression déforme élastiquement le joint, assurant ainsi l'étanchéité de l'ensemble.

Dans cet exemple, le support de maintien de joint 112 ne comporte pas d'orifice de positionnement. Toutefois, dans d'autres exemples, il serait possible que le support de maintien de joint 112 comporte également des orifices de positionnement.

Chacune des configurations ci-dessus permet d'assurer à la fois un positionnement précis du joint sur la plaque bipolaire, ainsi qu'un maintien ferme et durable sur celle-ci, sans avoir recours à des matériaux additionnels tels qu'une colle.

Pour fabriquer le joint 30, un matériau élastomère possédant un taux de fluorine élevé, de préférence supérieur à 50%, est utilisé afin de pouvoir être intégré dans une pile à combustible de type HT-PEMFC. Ce taux élevé de fluorine engendre une viscosité élevée du matériau élastomère à l'état liquide. Par conséquent, le procédé de fabrication du joint 30 prévoit dans un premier de fournir un moule 60, comportant une cavité 62, elle-même comportant des parois internes planes, sans aspérités, de sorte qu'un fluide possédant une viscosité élevée peut se répartir de manière uniforme et remplir la totalité du volume de la cavité 62. Le moule 60 comporte également des canaux d'injection 64 répartis sur une face du moule 60, de sorte que la position et l'intervalle entre chaque canal 64 correspondent à la position et l'intervalle entre chaque saillie 34 du joint 30 que l'on souhaite obtenir.

Une étape du procédé vise ensuite à injecter la matière dans le moule 60 via les canaux d'injection 64 (flèches sur la figure 4). L'injection de matière est prolongée jusqu'à ce que la cavité 62 de moulage et une portion de chaque canal d'injection 64 soit remplies. Après une étape de solidification de la matière dans le moule 60, une étape de démoulage du joint vise à retirer la matière solidifiée du moule 60. Le joint 30 ainsi obtenu comporte une pluralité de saillies 34 issues de la matière présente et solidifiée dans les canaux d'injection 64 du moule 60. Grâce à ce procédé, le remplissage de matière dans la cavité 62 et dans les canaux 64 étant complet et uniforme, le joint 30 obtenu ainsi que les saillies 34 ne présentent pas de défauts de formation.

Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des modifications et des changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l’invention telle que définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.

Il est également évident que toutes les caractéristiques décrites en référence à un procédé sont transposable, seules ou en combinaison, à un dispositif, et inversement, toutes les caractéristiques décrites en référence à un dispositif sont transposables, seules ou en combinaison, à un procédé.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS

   1. Ensemble pour cellule de pile à combustible comprenant une plaque (10,110) et un joint (30, 130), dans lequel la plaque (10,110) comprend, sur au moins une de ses faces principales (10a, 110a), un support de maintien de joint (12, 112), le support de maintien de joint (12, 112) se projetant depuis ladite au moins une face principale (10a, 110a) et s'étendant continûment le long d'au moins un côté de la plaque (10,110), dans lequel la plaque (10, 110) comporte une pluralité d'orifices de positionnement (14,114), dans lequel le joint (30, 130) est configuré pour être plaqué contre le support de maintien de joint (12,112) de la plaque (10,110), et dans lequel le joint (30, 130) comporte, sur au moins une de ses faces principales, une pluralité de saillies (34, 134) positionnées de telle sorte qu'au moins deux saillies (34, 134) sont aptes à s'insérer respectivement dans des orifices de positionnement (14,114) de la plaque (10,110).
2. 2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel le joint (30,130) est configuré de sorte que lorsqu'il est monté sur la plaque (10, 110), le joint (30, 130) s'étend continûment le long de la périphérie externe de la plaque (10,110).
3. 3. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, dans lequel au moins un orifice de positionnement (14, 114) présente un diamètre inférieur ou égal au diamètre des saillies (34,134) du joint (30,130).
4. 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel au moins certains orifices de positionnement (14) de la plaque (10) sont disposés sur le support de maintien de joint (12).
5. 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la plaque (110) comprend en outre au moins un support de positionnement de joint (122) se projetant depuis ladite au moins une face principale de la plaque (110a), et dans lequel chaque support de positionnement de joint (122) comporte au moins un orifice de positionnement (114).
6. 6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel chaque support de positionnement de joint (122) est disposé entre le support de maintien de joint (112) et la périphérie de la plaque (110).
7. 7. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel chaque support de positionnement de joint (122) se projette depuis la face principale (110a) de la plaque (110) sur une hauteur inférieure, dans une direction perpendiculaire au plan de la plaque (110), à la hauteur sur laquelle se projette le support de maintien de joint (112).
8. 8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le joint (30, 130) comprend un matériau de type élastomère comportant entre 50 et 80% en masse de fluorine, de préférence entre 60 et 75%.
9. 9. Pile à combustible comprenant au moins un ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes.
10. 10. Pile à combustible selon la revendication 9, comprenant deux ensembles selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 et un assemblage membrane électrode (40).
11. 11. Procédé de fabrication de joint pour un ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, le procédé de fabrication comportant : - une étape de fourniture d'un moule (60) comportant une cavité de moulage (62) et une pluralité de canaux d'injection (64), - une étape d'injection de matière dans le moule (60) via les canaux d'injection (64), l'injection de matière étant prolongée jusqu'à ce que la cavité de moulage (62) et au moins une portion de chaque canal d'injection (64) soit remplies, - une étape de solidification de la matière dans le moule (60), - une étape de démoulage du joint (30, 130), ledit joint comportant une pluralité de saillies de positionnement (34, 134) issues de la matière présente et solidifiée dans les canaux d'injection (64) du moule (60).