WO2010092281A1 - Pile a combustible a elimination d'eau de cathode - Google Patents

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layer
cathode
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Nicolas Karst
Pierre Bouillon
Vincent Faucheux
Antoine Latour
Denis Locatelli
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
STMicroelectronics Tours SAS
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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    • Y02E60/50—Fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to fuel cells and in particular hydrogen-oxygen fuel cells and more particularly relates to the removal of water cathode side of such batteries. Presentation of the prior art
  • a hydrogen-oxygen fuel cell comprises a layer of an electrolyte 1 sandwiched between two layers of catalysts 3 and 4 coated with conductive layers 6 and 7 intended to make contact.
  • the upper face of the cell is in contact with oxygen, for example the oxygen contained in the ambient air, and the lower face of the cell is in contact with hydrogen.
  • the catalyst converts gaseous hydrogen molecules into two protons and two electrons, the protons move from the anode catalyst layer through the electrolyte layer to the cathode catalyst layer or the reaction occurs 2H + + : ⁇ ⁇ 2 + 2e ⁇ ⁇ H2O, the two electrons flowing through the charge.
  • the electrolyte 1 is Nafion and the catalyst 3, 7 is a platinum carbon mixture, comprising for example a few percent platinum.
  • the catalyst also preferably contains a certain amount of Nafion, for example 20 to 40%.
  • Conductors 6 and 7 are, for example, very thin gold layers to both be conductive and to be permeable to hydrogen or oxygen.
  • FIG. 2 shows a cell of embodiment of a fuel cell using techniques microley ⁇ nique.
  • This cell is formed on a silicon wafer 10 optionally coated with a first thin insulating layer 11 and a second insulating layer 12 thicker.
  • An opening is formed in a portion of the insulating layer 12.
  • a catalyst layer 3 In this opening are successively deposited a catalyst layer 3, an electrolyte 1 and a second catalyst layer 4 (optionally, the thicknesses of the insulating layer 12 and layers 3, 1 and 4 are such that at least some of the layers 3, 1 and 4 extend well beyond the opening).
  • Elec trode ⁇ a bottom 6, anode lets take a contact on the lower catalyst layer 3.
  • An upper electrode 7, the cathode allows to make a contact with the upper catalyst layer 4.
  • the electrodes 6 and 7 are gas-permeable or apertured, and channels 13 are formed in the silicon wafer 10 facing openings in the lower-face metallization. Furthermore, there is shown an enclosure 15 on the side of the lower face of the stack. This chamber defines a chamber serving as a hydrogen buffer tank which is connected to a source of hydrogen or a source of hydrogen production.
  • FIG. 2 Various types of fuel cells that can be made in the form illustrated in FIG. 2 are known in the art.
  • the part of the silicon wafer which carries the cell itself is preferably thinned. It is this thin portion of the plate 10 which is pierced with channels 13 allows ⁇ as the passage of hydrogen. It will be understood that, in general, all the surfaces of the wafer are coated with an insulator consisting of at least native silicon oxide.
  • the catalyst layers 3 and 4 are formed by any means, for example by ink jet deposition.
  • the Nafion layer 1 is for example deposited by spinning.
  • the power that can be supplied is in particular proportional to the area occupied by the cell in the plane of the silicon wafer.
  • the useful area of a fuel cell of the type described in connection with FIG. 2 is 1 to 3 cm 2.
  • These hydrogen-oxygen fuel cells are ⁇ ticularly adapted to be installed in portable devices such as telephones or laptops.
  • there is a problem of use namely that, as discussed above, the reactions related to the operation of the cell involve the generation of water in the cathode catalyst layer.
  • the produced water may result in an accumulation of water droplets on the cathode conductor layer. These droplets can make total or partial screen contact between the air (oxygen) and the cathode catalyst layer and thus interrupt the operation of the battery or at least reduce its performance. It is said that the pile "drowns”.
  • An object of an embodiment of the present invention is to provide a fuel cell which avoids at least some of the disadvantages of existing systems.
  • a more particular object of an embodiment of the present invention is to provide a battery structure for fuel which avoids or at least limits the appearance of water droplets on the cathode conductor layer.
  • Another object of an embodiment of the present invention is to provide such a device which does not involve the use of techniques other than the usual techniques for manufacturing a fuel cell.
  • an embodiment of the present invention provides a hydrogen-oxygen fuel cell comprising a cathode catalyst layer coated with a layer of conductive material permeable to cathode electrode oxygen, characterized in that the cathode catalyst layer has grooves, said grooves having a depth of between half the thickness of the catalyst layer and the thickness of the catalyst layer, and a width less than 60 ⁇ m.
  • the layer of conductive material is a layer of gold with a thickness of 0.5 to 1 ⁇ m.
  • the grooves occupy 5 to 20% of the surface of the cathode catalyst layer.
  • the grooves occupy from 10 to 15% of the surface of the cathode catalyst layer.
  • the catalyst layer is obtained by ink jet deposition.
  • the cathode catalyst layer is a platinum carbon layer containing more than 90% carbon and possibly other bodies such as cobalt or nickel.
  • the width of the grooves is between 10 and 20 microns. According to one embodiment of the present invention, the grooves are shaped to facilitate the evacuation of water by capillarity to selected areas.
  • the grooves are widened toward the periphery of the stack.
  • FIG. in very schematic section of a fuel cell Figure 2 is a schematic sectional view of an embodiment of the fuel cell according to the prior art
  • Fig. 3A is a top view of a fuel cell according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3B is a partial sectional view along line BB of Figure 3A
  • Figure 4 is a partial top view of an embodiment of a fuel cell
  • Figure 5 shows voltage curves versus current density of various fuel cells under various conditions.
  • Figure 3A is a top view of an embodiment of a fuel cell.
  • Figure 3B is a partial sectional view along line BB of Figure 3A.
  • the upper part of the fuel cell comprises, as indicated above, an electrolyte layer 1 coated with a cathode catalyst layer 4 and a very thin conductive layer 7, sufficiently thin to be permeable to oxygen but thick enough to ensure its conduction function.
  • it may be a layer of gold obtained by spraying with a thickness of 0.5 to 1 ⁇ m.
  • the cathode catalyst layer 4 is a layer of platinum carbon deposited by ink jet.
  • the cathode catalyst layer 4 comprises a grid of grooves 20, these grooves extending over most of the thickness of the catalyst layer 4, and possibly even all the thickness of it.
  • most of the thickness it is meant that the depth of the grooves is at least half the thickness of the cathode catalyst layer.
  • an ink jet deposit lends itself very well to depositing a layer according to any chosen pattern, the fineness of the patterns that can be obtained depending essentially on the characteristics of the deposited materials.
  • it will be possible to obtain grooves having a width of less than 60 ⁇ m.
  • grooves with a width of 10 to 20 ⁇ m will be formed.
  • a thin gold layer is deposited.
  • the spray-deposited gold layer being thinner on the vertical walls of the grooves, the water droplets pass more easily through the vertical walls than through the horizontal surfaces.
  • the grooves occupy a small proportion of the surface of the stack. This proportion must be sufficient so that the droplets are always born in the grooves. However, it should not be too high to affect the operation of the battery when the grooves fill with water. Tests carried out by the inventors show that an optimal proportion of cathode surface occupied by the grooves is preferably of the order of 5 to 20% of the total surface area of the cathode and more preferably of the order of 10 to 15%.
  • this grid may be arbitrary, for example oblique or parallel to three main directions.
  • the grooves may have any suitable shape. They may, for example, also have a random shape which can be obtained in some embodiments by annealing the catalyst layer in a dry atmosphere, whereby this layer is cracked randomly. Channels are thus formed in the catalyst layer and the gold layer can then be deposited to obtain the same result as that described previously.
  • Figure 4 shows in top view the lower left corner of the cathode of a fuel cell.
  • Figure 4 shows the grooves or channels 20 and the peripheral felt 26 already shown in Figure 3A.
  • the channels have in the vicinity of the periphery of the stack of zones 31 flaring so as to promote the output of the droplets to the periphery by capillarity.
  • some of the grooves for example the vertical grooves, comprise at each intersection with horizontal grooves a similar flare 32 to push the water droplets forming in these vertical grooves to the horizontal grooves.
  • Figure 5 illustrates advantages of the structure described herein.
  • This figure shows a voltage curve in volts (V) as a function of the current density in mA / cm 2 for different types of fuel cells and for different moisture levels.
  • the curves A10% and A60% represent voltage / current density characteristics for a stack without grooves for humidity levels of 10 and 60% and curves B10% and B60% represent voltage versus density curves.
  • the right part of these curves ends with a curvature downwards. This curvature corresponds to a "flooding" of the battery and limits the current densities that the battery can provide.
  • This curvature corresponds to a "flooding" of the battery and limits the current densities that the battery can provide.
  • materials other than Nafion may be used for the electrolyte and materials other than carbon / platinum may be used for the catalyst, for example carbon / platinum-cobalt or carbon / platinum-nickel.
  • the cathode catalyst layer was a flat layer. It will be understood that, if this layer is not flat, the grooves mentioned here will be substantially orthogonal to the plane of the catalyst layer at the location considered.

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Abstract

L'invention concerne une pile à combustible à hydrogène-oxygène comprenant une couche de catalyseur de cathode (4) revêtue d'une couche d'un matériau conducteur (7) perméable à l'oxygène formant électrode de cathode, caractérisée en ce que la couche de catalyseur de cathode comporte des rainures (20), ces rainures ayant une profondeur comprise entre la moitié de l'épaisseur de la couche de catalyseur et l'épaisseur de la couche de catalyseur, et une largeur inférieure à 60 µm.

Description

PILE A CONBUSTIBLE A ELIMINATION D'EAU DE CATHODE
Domaine de l'invention
La présente invention concerne les piles à combustible et en particulier les piles à combustible à hydrogène-oxygène et concerne plus particulièrement l'élimination de l'eau côté cathode de telles piles. Exposé de l'art antérieur
Comme l'illustre la figure 1, une pile à combustible à hydrogène-oxygène comprend une couche d'un électrolyte 1 prise en sandwich entre deux couches de catalyseurs 3 et 4 revêtues de couches conductrices 6 et 7 destinées à la prise de contact. La face supérieure de la pile est en contact avec de l'oxygène, par exemple l'oxygène contenu dans l'air ambiant, et la face inférieure de la pile est en contact avec de l'hydrogène.
Dans ces conditions, quand la pile est connectée à une charge 8, il apparaît une tension positive du côté de la face supérieure ou cathode et une tension négative du côté de la face inférieure ou anode et un courant circule dans la charge. Du côté anode, le catalyseur transforme des molécules d'hydrogène gazeux en deux protons et deux électrons, les protons se dépla- cent à partir de la couche de catalyseur d'anode à travers la couche d' électrolyte vers la couche de catalyseur de cathode où se produit la réaction 2H++:^θ2+2e~ → H2O, les deux électrons circulant à travers la charge.
De façon courante, 1 'électrolyte 1 est du Nafion et le catalyseur 3, 7 est en un mélange de carbone platine, comprenant par exemple quelques pourcents de platine. Le catalyseur contient aussi de préférence une certaine quantité de Nafion, par exemple 20 à 40 %.
Les conducteurs 6 et 7 sont par exemple des couches d'or très minces pour à la fois être conductrices et être perméables à l ' hydrogène ou à 1 ' oxygène .
La figure 2 représente une réalisation de cellule de pile à combustible utilisant des techniques de microélectro¬ nique. Cette cellule est formée sur une tranche de silicium 10 éventuellement revêtue d'une première couche isolante fine 11 et d'une deuxième couche isolante 12 plus épaisse. Une ouverture est formée dans une partie de la couche isolante 12. Dans cette ouverture sont successivement déposés une couche de catalyseur 3, un électrolyte 1 et une deuxième couche de catalyseur 4 (éventuellement, les épaisseurs de la couche isolante 12 et des couches 3, 1 et 4 sont telles qu'au moins certaines des couches 3, 1 et 4 débordent largement au-delà de l'ouverture) . Une élec¬ trode inférieure 6, d'anode, permet de prendre un contact sur la couche de catalyseur inférieure 3. Une électrode supérieure 7, de cathode, permet de prendre un contact sur la couche de catalyseur supérieure 4. Les électrodes 6 et 7 sont perméables aux gaz ou munies d'ouvertures, et des canaux 13 sont formés dans la plaquette de silicium 10 en regard d'ouvertures dans la métallisation de face inférieure. Par ailleurs, on a représenté une enceinte 15 du côté de la face inférieure de la pile. Cette enceinte définit une chambre servant de réservoir tampon d'hydrogène qui est connectée à une source d'hydrogène ou à une source de production d'hydrogène.
Ceci ne constitue qu'un exemple de réalisation. Divers types de piles à combustible réalisables sous la forme illustrée en figure 2 sont connus dans la technique. Par exemple, la partie de la plaquette de silicium qui porte la cellule de pile proprement dite est de préférence amincie. C'est cette partie amincie de la plaquette 10 qui est percée de canaux 13 permet¬ tant le passage d'hydrogène. On comprendra que, d'une façon générale, toutes les surfaces de la plaquette sont revêtues d'un isolant constitué au moins d'oxyde de silicium natif.
On forme par tout moyen, par exemple par dépôt au jet d'encre, les couches 3 et 4 de catalyseur. La couche de Nafion 1 est par exemple déposée à la tournette. Dans une telle pile à combustible, la puissance pouvant être fournie est notamment proportionnelle à la surface occupée par la cellule dans le plan de la plaquette de silicium. De façon courante, la surface utile d'une pile à combustible du type décrit en relation avec la figure 2 est de 1 à 3 cm^ . Ces piles à combustible à hydrogène-oxygène sont par¬ ticulièrement adaptées à être installées dans des dispositifs portables tels que des téléphones ou des ordinateurs portables. Elles posent toutefois un problème d'utilisation, à savoir que, comme on l'a vu précédemment, les réactions liées au fonction- nement de la pile impliquent la génération d'eau dans la couche de catalyseur de cathode. Dans certaines conditions de fonction¬ nement et/ou de température et d'humidité ambiante, l'eau produite peut résulter en une accumulation de gouttelettes d'eau sur la couche de conducteur de cathode. Ces gouttelettes peuvent faire écran total ou partiel au contact entre l'air (l'oxygène) et la couche de catalyseur de cathode et donc interrompre le fonctionnement de la pile ou au moins réduire son rendement. On dit alors que la pile "se noie". Résumé de l' invention Un objet d'un mode de réalisation de la présente invention est de prévoir une pile à combustible qui évite au moins certains des inconvénients des systèmes existants.
Un objet plus particulier d'un mode de réalisation de la présente invention est de prévoir une structure de pile à combustible qui évite ou au moins limite l'apparition de gouttelettes d'eau sur la couche de conducteur de cathode.
Un autre objet d'un mode de réalisation de la présente invention est de prévoir un tel dispositif qui n'implique pas l'utilisation de techniques autres que les techniques usuelles de fabrication d'une pile à combustible.
Pour atteindre tout ou partie de ces objets ainsi que d'autres, un mode de réalisation de la présente invention prévoit une pile à combustible à hydrogène-oxygène comprenant une couche de catalyseur de cathode revêtue d'une couche d'un matériau conducteur perméable à l ' oxygène formant électrode de cathode, caractérisée en ce que la couche de catalyseur de cathode comporte des rainures, ces rainures ayant une profondeur comprise entre la moitié de l'épaisseur de la couche de catalyseur et l'épaisseur de la couche de catalyseur, et une largeur inférieure à 60 μm.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, la couche de matériau conducteur est une couche d'or d'une épaisseur de 0,5 à 1 μm. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les rainures occupent 5 à 20% de la surface de la couche de catalyseur de cathode.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, les rainures occupent de 10 à 15% de la surface de la couche de catalyseur de cathode.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, la couche de catalyseur est obtenue par dépôt au jet d'encre.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, la couche de catalyseur de cathode est une couche de carbone platine contenant plus de 90% de carbone et éventuellement d'autres corps tels que du cobalt ou du nickel.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, la largeur des rainures est comprise entre 10 et 20 μm. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les rainures sont conformées pour faciliter l'évacuation de l'eau par capillarité vers des zones choisies.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, les rainures sont élargies en direction de la périphérie de la pile. Brève description des dessins
Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 est une vue en coupe très schématique d'une pile à combustible ; la figure 2 est une vue en coupe schématique d'un exemple de réalisation de pile à combustible selon l'art antérieur ; la figure 3A est une vue de dessus d'une pile à combustible selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 3B est une vue en coupe partielle selon la ligne BB de la figure 3A ; la figure 4 est une vue de dessus partielle d'un mode de réalisation d'une pile à combustible ; et la figure 5 représente des courbes de tension en fonction de la densité de courant de diverses piles à combustibles dans diverses conditions. Description détaillée
La figure 3A est une vue de dessus d'un mode de réalisation d'une pile à combustible. La figure 3B est une vue en coupe partielle selon la ligne BB de la figure 3A. La partie supérieure de la pile à combustible comprend, comme on l'a indiqué précédemment, une couche d'électrolyte 1 revêtue d'une couche de catalyseur de cathode 4 et d'une couche conductrice très fine 7, suffisamment fine pour être perméable à l'oxygène mais suffisamment épaisse pour assurer sa fonction de conduction. A titre d'exemple, il pourra s'agir d'une couche d'or obtenue par pulvérisation d'une épaisseur de 0,5 à 1 μm. De façon classique, la couche de catalyseur de cathode 4 est une couche de carbone platine déposée au jet d'encre.
Comme cela est illustré en figures 3A et 3B, la couche de catalyseur de cathode 4 comprend un quadrillage de rainures 20, ces rainures s 'étendant sur la plus grande partie de l'épaisseur de la couche de catalyseur 4, et même éventuellement sur toute l'épaisseur de celle-ci. On entend par "la plus grande partie de l'épaisseur" le fait que la profondeur des rainures est au moins égale à la moitié de l'épaisseur de la couche de catalyseur de cathode. On pourra obtenir ces rainures de diverses façons. De préférence, quand le catalyseur est déposé par jet d'encre, on commencera par un dépôt au jet d'encre d'une couche uniforme de catalyseur et ensuite on déposera toujours au jet d'encre une couche de catalyseur selon un motif choisi. On rappellera qu'un dépôt au jet d'encre se prête très bien à déposer une couche selon tout motif choisi, la finesse des motifs que l'on peut obtenir dépendant essentiellement des caractéristiques des matériaux déposés. Ainsi, selon les technologies utilisées, on pourra obtenir des rainures ayant une largeur inférieure à 60 μm. De préférence, quand cela est possible, on formera des rainures d'une largeur de 10 à 20 μm. Ensuite, de façon classique une couche d'or mince est déposée.
On constate que, quand on fait fonctionner la pile à combustible décrite ci-dessus, des gouttelettes d'eau 22 se forment essentiellement dans les rainures et tendent à s'agréger pour former des gouttes 24. Des gouttelettes 22 sont représentées à gauche en figure 3B et des gouttes 24 à droite en figure 3B et dans la vue de dessus de la figure 3A.
Bien que la raison pour laquelle les gouttelettes apparaissent essentiellement dans les rainures ne soit pas certaine, on peut penser que, la couche d'or déposée par pulvérisation étant plus fine sur les parois verticales des rainures, les gouttelettes d'eau passent plus facilement à travers les parois verticales qu'à travers les surfaces horizontales .
Au fur et à mesure du fonctionnement de la pile, essentiellement quand l'atmosphère ambiante est humide, des gouttes d'eau éventuellement séparées par des bulles d'air viennent remplir complètement ou partiellement les rainures sans apparaître sur la surface principale de la cathode. Par capillarité, ces gouttes d'eau se déplacent dans les rainures vers la périphérie de la pile à combustible. Tout moyen peut être prévu pour les éliminer au niveau de cette périphérie. Elles peuvent être éliminées naturellement par écoulement ou, dans un mode de réalisation, on prévoit d'entourer la pile à combustible d'un feutre 26 ou autre matériau absorbant qui vient absorber les gouttes d'eau.
De préférence, les rainures occupent une faible proportion de la surface de la pile. Cette proportion doit être suffisante pour que les gouttelettes naissent toujours dans les rainures. Elle ne doit toutefois pas être trop élevée pour ne pas affecter le fonctionnement de la pile quand les rainures se remplissent d'eau. Des essais effectués par les inventeurs montrent qu'une proportion optimale de surface de cathode occupée par les rainures est de préférence de l'ordre de 5 à 20% de la surface totale de la cathode et encore de préférence de l'ordre de 10 à 15%.
On a mentionné ci-dessus un quadrillage de rainures. En fait, ce quadrillage peut être quelconque, par exemple oblique ou parallèle à trois directions principales. Plus généralement, les rainures peuvent avoir toute forme appropriée. Elles peuvent par exemple également avoir une forme aléatoire qui peut être obtenue dans certains modes de réalisation en effectuant un recuit en atmosphère sèche de la couche de catalyseur, d'où il résulte que cette couche se craquelé de façon aléatoire. Il se forme ainsi des canaux dans la couche de catalyseur et l'on peut ensuite déposer la couche d'or pour obtenir le même résultat que celui qui a été décrit précédemment .
On pourra également chercher à optimiser les formes des canaux pour que les gouttes s 'accumulant dans les rainures soient repoussées par capillarité vers la périphérie de la pile et/ou vers des canaux principaux et/ou vers une ou plusieurs zones choisies de la surface de la pile où l'eau sera préservée ou évaporée. Un exemple d'une telle forme est illustré en figure 4 qui représente en vue de dessus le coin inférieur gauche de la cathode d'une pile à combustible. On retrouve dans la figure 4 les rainures ou canaux 20 et le feutre périphérique 26 déjà représentés en figure 3A. Dans ce mode de réalisation, les canaux présentent au voisinage de la périphérie de la pile des zones 31 allant en s 'évasant de façon à favoriser la sortie des gouttelettes vers la périphérie par capillarité. On pourra aussi prévoir que certaines des rainures, par exemple les rainures verticales, comprennent à chaque croisement avec des rainures horizontales un évasement similaire 32 pour repousser les gouttelettes d'eau se formant dans ces rainures verticales vers les rainures horizontales.
La figure 5 illustre des avantages de la structure décrite ici . Cette figure représente une courbe de tension en volts (V) en fonction de la densité de courant en mA/cm^ pour différents types de pile à combustible et pour différents taux d'humidité. Les courbes A10% et A60% représentent des caractéristiques tension/densité de courant pour une pile sans rainures pour des taux d'humidité de 10 et de 60% et les courbes B10% et B60% représentent des courbes de tension en fonction de la densité de courant pour une pile de mêmes dimensions et de mêmes caractéristiques générales mais dans laquelle sont prévues des rainures telles que décrites ici. La partie droite de ces courbes se termine par une courbure vers le bas . Cette courbure correspond à un "noyage" de la pile et limite les densités de courant que la pile peut fournir. On voit que la densité de courant maximale possible est plus élevée pour un taux d'humidité ambiante donné quand la structure est rainurée.
Divers modes de réalisation avec diverses variantes ont été décrits ci-dessus. L'homme de l'art pourra combiner divers éléments de ces divers modes de réalisation et variantes sans faire preuve d'activité inventive. De plus, des matériaux autres que du Nafion pourront être utilisés pour 1 'électrolyte et des matériaux autres que du carbone/platine pourront être utilisés pour le catalyseur, par exemple du carbone/platine- cobalt ou du carbone/platine-nickel.
Par ailleurs, on a considéré ici que la couche de catalyseur de cathode était une couche plane. On comprendra que, si cette couche n'est pas plane, les rainures mentionnées ici seront sensiblement orthogonales au plan de la couche de catalyseur à l'emplacement considéré.

Claims

REVENDICATIONS
1. Pile à combustible à hydrogène-oxygène comprenant une couche de catalyseur de cathode (4) revêtue d'une couche d'un matériau conducteur (7) perméable à l'oxygène formant électrode de cathode, caractérisée en ce que la couche de catalyseur de cathode comporte de son côté externe des rainures (20) , ces rainures ayant une profondeur comprise entre la moitié de l'épaisseur de la couche de catalyseur et l'épaisseur de la couche de catalyseur, et une largeur inférieure à 60 μm.
2. Pile à combustible selon la revendication 1, dans laquelle la couche de matériau conducteur est une couche d'or d'une épaisseur de 0,5 à 1 μm.
3. Pile à combustible selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle les rainures occupent 5 à 20% de la surface de la couche de catalyseur de cathode (4) .
4. Pile à combustible selon la revendication 3, dans laquelle les rainures occupent de 10 à 15% de la surface de la couche de catalyseur de cathode (4) .
5. Pile à combustible selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle la couche de catalyseur est obtenue par dépôt au jet d'encre.
6. Pile à combustible selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle la couche de catalyseur de cathode est une couche de carbone platine contenant plus de 90% de carbone et éventuellement d'autres corps tels que du cobalt ou du nickel.
7. Pile à combustible selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle la largeur des rainures est comprise entre 10 et 20 μm.
8. Pile à combustible selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle les rainures sont conformées pour faciliter l'évacuation de l'eau par capillarité vers des zones choisies.
9. Pile à combustible selon la revendication 8, dans laquelle les rainures sont élargies en direction la périphérie de la pile.
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