FR3062959A1 - ELEMENTARY MODULE FOR FUEL CELL - Google Patents

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Vincent Faucheux
Olivier Blanchot
Philippe Capron
Jessica Thery
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Abstract

La présente invention concerne un module élémentaire pour pile à combustible, le module élémentaire comportant une unité d'oxydation pour générer des électrons en oxydant un combustible avec un oxydant, l'unité d'oxydation comportant une anode, un support transporteur de combustible pour transporter un flux d'alimentation anodique contenant le combustible vers une chambre anodique, le module élémentaire étant conformé pour définir ladite chambre anodique entre l'anode et le support transporteur de combustible, l'unité d'oxydation et le support transporteur de combustible étant à la fois fixés par collage l'un à l'autre et isolés électriquement l'un de l'autre au moyen d'un pont d'étanchéité anodique contenant un adhésif électriquement isolant et étanche au combustible, le pont d'étanchéité anodique étant conformé de telle sorte que lorsque le flux d'alimentation anodique est transporté vers la chambre anodique par le support transporteur de combustible, ledit flux d'alimentation anodique s'écoule essentiellement directement du support transporteur de combustible vers l'anode.The present invention relates to an elementary module for a fuel cell, the elementary module comprising an oxidation unit for generating electrons by oxidizing a fuel with an oxidant, the oxidation unit comprising an anode, a fuel carrier for transporting an anode feed stream containing the fuel to an anode chamber, the elementary module being shaped to define said anode chamber between the anode and the fuel carrier, the oxidation unit and the fuel carrier being at the bonded to one another and electrically insulated from each other by means of an anode sealing bridge containing an electrically insulating and fuel-tight adhesive, the anodic sealing bridge being formed of such that when the anode feed stream is transported to the anode chamber by the fuel carrier carrier e, said anode feed stream flows substantially directly from the fuel carrier to the anode.

Description

® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE® FRENCH REPUBLIC

INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication : 3 062 959 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction) (© N° d’enregistrement national : 17 51109NATIONAL INSTITUTE OF INDUSTRIAL PROPERTY © Publication number: 3,062,959 (to be used only for reproduction orders) (© National registration number: 17 51109

COURBEVOIE © Int Cl8 : H 01 M8/249 (2017.01), H 01 M 8/247COURBEVOIE © Int Cl 8 : H 01 M8 / 249 (2017.01), H 01 M 8/247

DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1A1 PATENT APPLICATION

(§) Date de dépôt : 10.02.17. (§) Date of filing: 10.02.17. © Demandeur(s) : COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATO- © Applicant (s): ATO- ENERGY COMMISSIONER (30) Priorité : (30) Priority: MIQUE ETAUX ENERGIES ALTERNATIVES — FR. MIQUE ETAUX ENERGIES ALTERNATIVES - FR. @ Inventeur(s) : FAUCHEUX VINCENT, BLANCHOT @ Inventor (s): FAUCHEUX VINCENT, BLANCHOT OLIVIER, CAPRON PHILIPPE et THERY JESSICA. OLIVIER, CAPRON PHILIPPE and THERY JESSICA. (43/ Date de mise à la disposition du public de la (43 / Date of public availability of the demande : 17.08.18 Bulletin 18/33. request: 17.08.18 Bulletin 18/33. (© Liste des documents cités dans le rapport de (© List of documents cited in the report of recherche préliminaire : Se reporter à la fin du preliminary research: Refer to end of présent fascicule present booklet (© Références à d’autres documents nationaux (© References to other national documents @ Titulaire(s) : COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATO- @ Holder (s): ENERGY COMMISSION ATO- apparentés : related: MIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES. MIQUE AND ALTERNATIVE ENERGIES. ©) Demande(s) d’extension : ©) Extension request (s): @ Mandataire(s) : CABINET NONY. @ Agent (s): NONY CABINET.

(64J MODULE ELEMENTAIRE POUR PILE A COMBUSTIBLE.(64J ELEMENTARY MODULE FOR FUEL CELL.

FR 3 062 959 - A1 (6// La présente invention concerne un module élémentaire pour pile à combustible, le module élémentaire comportant une unité d'oxydation pour générer des électrons en oxydant un combustible avec un oxydant, l'unité d'oxydation comportant une anode, un support transporteur de combustible pour transporter un flux d'alimentation anodique contenant le combustible vers une chambre anodique, le module élémentaire étant conformé pour définir ladite chambre anodique entre l'anode et le support transporteur de combustible, l'unité d'oxydation et le support transporteur de combustible étant à la fois fixés par collage l'un à l'autre et isolés électriquement l'un de l'autre au moyen d'un pont d'étanchéité anodique contenant un adhésif électriquement isolant et étanche au combustible, le pont d'étanchéité anodique étant conformé de telle sorte que lorsque le flux d'alimentation anodique est transporté vers la chambre anodique par le support transporteur de combustible, ledit flux d'alimentation anodique s'écoule essentiellement directement du support transporteur de combustible vers l'anode.FR 3 062 959 - A1 (6 // The present invention relates to an elementary module for a fuel cell, the elementary module comprising an oxidation unit for generating electrons by oxidizing a fuel with an oxidant, the oxidation unit comprising an anode, a fuel carrier for transporting an anodic feed stream containing the fuel to an anode chamber, the elementary module being shaped to define said anode chamber between the anode and the fuel carrier, the unit oxidation and the fuel carrier being both fixed by bonding to each other and electrically insulated from each other by means of an anodic sealing bridge containing an electrically insulating and fuel-tight adhesive , the anode sealing bridge being shaped so that when the anode feed stream is transported to the anode chamber by the fuel carrier, said fluid x anode feed essentially flows directly from the fuel carrier to the anode.

Figure FR3062959A1_D0001
Figure FR3062959A1_D0002

La présente invention concerne un module élémentaire d’une pile à combustible ainsi qu’une pile à combustible comportant au moins un module élémentaire.The present invention relates to an elementary module of a fuel cell as well as a fuel cell comprising at least one elementary module.

On connaît deux types principaux de piles à combustibles pour générer un courant électrique par oxydation d’un combustible, généralement du dihydrogène par un oxydant, généralement du dioxygène.Two main types of fuel cells are known for generating an electric current by oxidation of a fuel, generally dihydrogen with an oxidant, generally dioxygen.

Un premier groupe de piles est formé des piles dites « planaires » telles que décrites dans FR 3 000 615 Al et WO 2011/079377 Al. De telles piles à combustibles sont minces, leurs longueurs et largeurs étant grandes en regard de leurs épaisseurs respectives. Elles sont généralement alimentées en dioxygène par convection naturelle et leur puissance est faible, limitée à 100 W au plus.A first group of cells is formed of so-called “planar” cells as described in FR 3 000 615 A1 and WO 2011/079377 A1. Such fuel cells are thin, their lengths and widths being large compared to their respective thicknesses. They are generally supplied with oxygen by natural convection and their power is low, limited to 100 W at most.

Un deuxième groupe de piles est constitué par les piles comportant une pluralité de modules élémentaires minces s’étendant chacun selon une direction longitudinale, empilés les uns sur les autres et connectés électriquement en série. Chaque module élémentaire comporte une unité d’oxydation formée d’une anode et d’une cathode prenant en sandwich une membrane électrolytique, l’unité d’oxydation étant elle-même prise en sandwich entre des plaques bipolaires assurant d’une part l’alimentation de la cathode d’un module élémentaire au moyen d’un flux contenant l’oxydant et l’alimentation de l’anode du module élémentaire contigu au moyen d’un flux contenant le combustible, et d’autre part, la connexion électrique des unités d’oxydation, en faisant office de collecteurs d’électrons anodiques et cathodiques. Afin de diminuer les résistances électriques de contact entre les unités d’oxydation et les plaques bipolaires, et pour assurer l’étanchéité au combustible, les plaques bipolaires sont pressées contre les unités d’oxydation, classiquement au moyen de tirants de compression liés à des plaques terminales prenant en sandwich l’ensemble des modules élémentaires, par exemple tels que décrits dans US 2005/0095485 Al. En variante, WO 2013/134789 Al décrit une pile à combustible comportant une ceinture de compression entourant et comprimant un assemblage constitué de deux plaques terminales prenant en sandwich un empilement de modules élémentaires. WO 03/083977 Al décrit une pile à combustible comportant un empilement de modules élémentaires logé dans un caisson comportant une boîte et un couvercle pour fermer la boîte, la hauteur du logement étant inférieure à la hauteur de l’empilement avant fermeture du caisson. La boite et le couvercle présentent des reliefs complémentaires, si bien qu’en encliquetant le couvercle sur la boite, une compression est appliquée sur l’empilement.A second group of cells is made up of cells comprising a plurality of thin elementary modules each extending in a longitudinal direction, stacked on each other and electrically connected in series. Each elementary module comprises an oxidation unit formed by an anode and a cathode sandwiching an electrolytic membrane, the oxidation unit itself being sandwiched between bipolar plates ensuring on the one hand supplying the cathode of an elementary module by means of a flux containing the oxidant and supplying the anode of the contiguous elementary module by means of a flow containing the fuel, and secondly, the electrical connection oxidation units, acting as anode and cathode electron collectors. In order to reduce the electrical contact resistances between the oxidation units and the bipolar plates, and to ensure fuel sealing, the bipolar plates are pressed against the oxidation units, conventionally by means of compression tie rods linked to end plates sandwiching all the elementary modules, for example as described in US 2005/0095485 A1. As a variant, WO 2013/134789 A1 describes a fuel cell comprising a compression belt surrounding and compressing an assembly made up of two end plates sandwiching a stack of elementary modules. WO 03/083977 A1 describes a fuel cell comprising a stack of elementary modules housed in a box comprising a box and a cover for closing the box, the height of the housing being less than the height of the stack before the box is closed. The box and the cover have complementary reliefs, so that by snapping the cover onto the box, compression is applied to the stack.

Cependant, pour assurer la mise en compression de l’empilement des modules élémentaires dans les piles à combustible de l’art antérieur, il s’avère nécessaire de mettre en œuvre des éléments lourds, tels que des plaques terminales ou un caisson, réduisant ainsi la densité massique de puissance de la pile, définie comme le rapport de la puissance apte à être générée par la pile sur la masse de la pile. Par ailleurs, les plaques bipolaires mises en œuvre dans les piles de l’art antérieur présentent des formes généralement complexes, nécessitant des nombreuses, complexes et coûteuses étapes de fabrication.However, to ensure the compression of the stack of elementary modules in the fuel cells of the prior art, it turns out to be necessary to use heavy elements, such as end plates or a box, thus reducing the mass density of battery power, defined as the ratio of the power capable of being generated by the battery over the mass of the battery. Furthermore, the bipolar plates used in the batteries of the prior art have generally complex shapes, requiring numerous, complex and costly manufacturing steps.

Il existe donc un besoin pour une pile à combustible permettant de s’affranchir des inconvénients précédemment cités.There is therefore a need for a fuel cell making it possible to overcome the drawbacks mentioned above.

A cette fin, l’invention propose, selon un premier de ses aspects un module élémentaire utile pour une pile à combustible, le module élémentaire comportant :To this end, the invention proposes, according to a first of its aspects, an elementary module useful for a fuel cell, the elementary module comprising:

- une unité d’oxydation configurée pour générer des électrons au moyen de l’oxydation d’un combustible, de préférence du dihydrogène, par un oxydant, de préférence du dioxygène, l’unité d’oxydation comportant une anode et une cathode prenant en sandwich une membrane électrolytique,an oxidation unit configured to generate electrons by means of the oxidation of a fuel, preferably dihydrogen, with an oxidant, preferably dioxygen, the oxidation unit comprising an anode and a cathode taking sandwich an electrolytic membrane,

- un bloc anodique comportant un support transporteur de combustible adapté au transport d’un flux d’alimentation anodique contenant le combustible vers une chambre anodique, et un collecteur d’électrons anodiques fixé sur le support transporteur de combustible,- an anode block comprising a fuel carrier suitable for transporting an anode feed stream containing the fuel to an anode chamber, and an anode electron collector fixed on the fuel carrier,

- un support transporteur d’oxydant adapté au transport d’un flux d’alimentation cathodique contenant l’oxydant vers une chambre cathodique, et un collecteur d’électrons cathodiques fixé sur le support transporteur d’oxydant, le module élémentaire étant conformé de sorte à définir la chambre anodique, respectivement la chambre cathodique, entre l’unité d’oxydation et le support transporteur de combustible, respectivement le support transporteur d’oxydant, le collecteur d’électrons anodiques, respectivement le collecteur d’électrons cathodiques, et l’unité d’oxydation étant à la fois fixés par collage et connectés électriquement l’un à l’autre au moyen d’un pont conducteur anodique, respectivement d’un pont conducteur cathodique, contenant un adhésif électriquement conducteur.- an oxidant carrier suitable for transporting a cathodic feed stream containing the oxidant to a cathode chamber, and a cathode electron collector fixed on the oxidant carrier, the elementary module being shaped so to define the anode chamber, respectively the cathode chamber, between the oxidation unit and the fuel carrier, respectively the oxidant carrier, the anode electron collector, respectively the cathode electron collector, and l the oxidation unit being both fixed by bonding and electrically connected to each other by means of an anodic conductive bridge, respectively of a cathodic conductive bridge, containing an electrically conductive adhesive.

Avantageusement, une pile comportant au moins un module élémentaire selon le premier aspect de l’invention ne nécessite pas de moyen de mise en compression tels que ceux de l’art antérieur pour assurer une bonne connexion électrique entre l’anode et le collecteur anodiques d’électrons d’une part, et entre la cathode et le collecteur d’électrons cathodiques d’autre part. En particulier, les ponts conducteurs anodique et cathodique assurent un contact électrique parfait entre les collecteurs d’électrons anodiques et collecteur d’électrons cathodiques respectivement et l’unité d’oxydation. Le module élémentaire selon l’invention présente ainsi une faible résistance électrique totale sans application d’une compression extérieure. Cette faible résistance totale est en partie liée aux faibles résistances de contact internes au module élémentaire. En outre, les ponts conducteurs anodique et cathodique assurent, au moins partiellement, voire intégralement, la résistance mécanique du module élémentaire, en reliant rigidement les blocs anodique et cathodique à l’unité d’électrolyse. Par ailleurs, la masse totale des ponts conducteurs anodique et cathodique est faible au regard de la masse des moyens nécessaires pour assurer la mise en compression d’une pile de même volume et comportant le même nombre de modules élémentaires qu’une pile de l’art antérieur. Ainsi, une pile comportant un module élémentaire selon le premier aspect de l’invention présente une densité massique de puissance supérieure.Advantageously, a battery comprising at least one elementary module according to the first aspect of the invention does not require compression means such as those of the prior art to ensure a good electrical connection between the anode and the anode collector d electrons on the one hand, and between the cathode and the cathode electron collector on the other hand. In particular, the anode and cathode conductive bridges ensure perfect electrical contact between the anode electron collectors and the cathode electron collector respectively and the oxidation unit. The elementary module according to the invention thus has low total electrical resistance without the application of external compression. This low total resistance is partly linked to the low contact resistances internal to the elementary module. In addition, the anode and cathode conductive bridges ensure, at least partially, or even entirely, the mechanical resistance of the elementary module, by rigidly connecting the anode and cathode blocks to the electrolysis unit. Furthermore, the total mass of the anode and cathode conductive bridges is low compared to the mass of the means necessary to ensure the compression of a cell of the same volume and comprising the same number of elementary modules as a cell of the prior art. Thus, a battery comprising an elementary module according to the first aspect of the invention has a higher power mass density.

Par ailleurs, l’unité d’oxydation et le support transporteur de combustible peuvent être à la fois fixés par collage l’un à l’autre et isolés électriquement l’un de l’autre au moyen d’un pont d’étanchéité anodique contenant un adhésif électriquement isolant et étanche au combustible, le pont d’étanchéité anodique étant conformé de sorte que le flux d’alimentation anodique transporté vers la chambre anodique s’écoule essentiellement du support transporteur de combustible directement vers l’anode. Outre l’étanchéité qu’il assure, comme cela apparaîtra plus clairement par la suite, le pont d’étanchéité anodique peut avantageusement participer à la résistance mécanique du module élémentaire.Furthermore, the oxidation unit and the fuel carrier can be both fixed by bonding to each other and electrically isolated from each other by means of an anodic sealing bridge. containing an electrically insulating and fuel-tight adhesive, the anode sealing bridge being shaped so that the anode feed stream transported to the anode chamber essentially flows from the fuel carrier directly to the anode. In addition to the sealing which it provides, as will become more clearly apparent hereinafter, the anodic sealing bridge can advantageously participate in the mechanical resistance of the elementary module.

L’invention concerne encore, selon un deuxième de ses aspects, un module élémentaire utile pour une pile à combustible, le module élémentaire comportant :According to a second of its aspects, the invention also relates to an elementary module useful for a fuel cell, the elementary module comprising:

- une unité d’oxydation configurée pour générer des électrons au moyen de l’oxydation d’un combustible, de préférence du dihydrogène, par un oxydant, de préférence du dioxygène, l’unité d’oxydation comportant une anode,an oxidation unit configured to generate electrons by means of the oxidation of a fuel, preferably dihydrogen, with an oxidant, preferably dioxygen, the oxidation unit comprising an anode,

- un support transporteur de combustible adapté au transport d’un flux d’alimentation anodique comportant le combustible vers une chambre anodique, le module élémentaire étant conformé de manière à définir ladite chambre anodique entre l’anode et le support transporteur de combustible, l’unité d’oxydation et le support transporteur de combustible étant à la fois fixés par collage l’un à l’autre et isolés électriquement l’un de l’autre au moyen d’un pont d’étanchéité anodique contenant un adhésif électriquement isolant et étanche au combustible, le pont d’étanchéité anodique étant conformé de telle sorte que lorsque le flux d’alimentation anodique est transporté vers la chambre anodique par le support transporteur de combustible, ledit flux d’alimentation anodique s’écoule essentiellement du support transporteur de combustible directement vers l’anode.a fuel carrier suitable for transporting an anode feed stream comprising the fuel to an anode chamber, the elementary module being shaped so as to define said anode chamber between the anode and the fuel carrier, oxidation unit and the fuel carrier being both fixed by bonding to each other and electrically insulated from each other by means of an anodic sealing bridge containing an electrically insulating adhesive and fuel-tight, the anode sealing bridge being shaped so that when the anode feed stream is transported to the anode chamber by the fuel carrier, said anode feed flows essentially from the fuel carrier fuel directly to the anode.

Avantageusement, une pile comportant au moins un module élémentaire selon le deuxième aspect de l’invention ne nécessite pas de moyen de mise en compression tels que ceux de l’art antérieur pour assurer l’étanchéité de la pile au combustible. En particulier, le pont d’étanchéité anodique assure que le combustible entrant dans la chambre anodique au moyen du support transporteur de combustible atteigne l’anode tout en évitant qu’il ne fuite hors de la chambre anodique. Par ailleurs, au sein d’une pile à combustible comportant une pluralité de modules élémentaires selon le deuxième aspect de l’invention, la masse totale des ponts d’étanchéité anodique est faible au regard de la masse des moyens nécessaires pour assurer la mise en compression d’une pile de même volume et comportant le même nombre de modules élémentaires qu’une pile de l’art antérieur. Pour une masse identique à celle d’une pile de l’art antérieur, une pile comportant au moins un module élémentaire selon le deuxième aspect de l’invention présente donc une densité massique de puissance supérieure.Advantageously, a cell comprising at least one elementary module according to the second aspect of the invention does not require any compression means such as those of the prior art for sealing the cell to fuel. In particular, the anode sealing bridge ensures that the fuel entering the anode chamber by means of the fuel transporting support reaches the anode while preventing it from leaking out of the anode chamber. Furthermore, within a fuel cell comprising a plurality of elementary modules according to the second aspect of the invention, the total mass of the anode sealing bridges is small compared with the mass of the means necessary to ensure the implementation compression of a stack of the same volume and comprising the same number of elementary modules as a stack of the prior art. For a mass identical to that of a battery of the prior art, a battery comprising at least one elementary module according to the second aspect of the invention therefore has a higher power mass density.

En outre, l’unité d’oxydation peut comporter une membrane électrolytique en contact de l’anode, l’anode étant disposée entre la chambre anodique et la membrane électrolytique et, optionnellement une couche collectrice anodique au contact d’une face de l’anode disposée en regard de la chambre anodique.In addition, the oxidation unit may comprise an electrolytic membrane in contact with the anode, the anode being disposed between the anode chamber and the electrolytic membrane and, optionally an anode collector layer in contact with one face of the anode arranged opposite the anode chamber.

Par ailleurs, le module élémentaire peut comporter un bloc cathodique comportant un support transporteur d’oxydant adapté à l’introduction d’un flux d’alimentation cathodique contenant l’oxydant dans une chambre cathodique, l’unité d’oxydation comportant une cathode disposée au contact de la membrane électrolytique, la membrane électrolytique étant prise en sandwich entre l’anode et la cathode, le module étant conformé de manière à définir ladite chambre cathodique entre la cathode et le support transporteur d’oxydant, l’unité d’oxydation et le support transporteur d’oxydant étant à la fois fixés par collage l’un à l’autre et isolés électriquement l’un de l’autre au moyen d’un pont de fixation cathodique contenant un adhésif électriquement isolant.Furthermore, the elementary module may comprise a cathode block comprising an oxidant transport support suitable for the introduction of a cathode feed stream containing the oxidant into a cathode chamber, the oxidation unit comprising a cathode disposed in contact with the electrolytic membrane, the electrolytic membrane being sandwiched between the anode and the cathode, the module being shaped so as to define said cathode chamber between the cathode and the oxidant carrier, the oxidation unit and the oxidant carrier being both fixed by bonding to each other and electrically insulated from each other by means of a cathode fixing bridge containing an electrically insulating adhesive.

Le module élémentaire peut comporter un bloc anodique comportant le collecteur d’électrons anodiques fixé sur le support transporteur de combustible, et le bloc cathodique peut comporter un collecteur d’électrons cathodiques fixé sur le support transporteur d’oxydant, le collecteur d’électrons anodiques, respectivement le collecteur d’électrons cathodiques, et l’unité d’oxydation étant à la fois fixés par collage et connectés électriquement l’un à l’autre au moyen d’un pont conducteur anodique, respectivement d’un pont conducteur cathodique, contenant un adhésif électriquement conducteur.The elementary module may comprise an anode block comprising the anode electron collector fixed on the fuel carrier, and the cathode block may comprise a cathode electron collector fixed on the oxidant carrier, the anode electron collector , respectively the cathode electron collector, and the oxidation unit being both fixed by bonding and electrically connected to each other by means of an anode conductive bridge, respectively of a cathode conductive bridge, containing an electrically conductive adhesive.

L’invention concerne encore une pile à combustible comportant un module élémentaire selon l’un quelconque des premier et deuxième aspects de l’invention, ou une pluralité de modules élémentaires empilés les uns sur les autres selon une direction d’empilement, au moins un, de préférence tous les modules élémentaires de la pluralité étant chacun selon l’un quelconque des premier et/ou deuxième aspects de l’invention.The invention also relates to a fuel cell comprising an elementary module according to any one of the first and second aspects of the invention, or a plurality of elementary modules stacked on each other in a stacking direction, at least one , preferably all the elementary modules of the plurality each being according to any one of the first and / or second aspects of the invention.

L’invention concerne une pile à combustible comportant une pluralité de modules élémentaires empilés les uns sur les autres selon une direction d’empilement, au moins un, de préférence tous les modules élémentaires de la pluralité comportant :The invention relates to a fuel cell comprising a plurality of elementary modules stacked on top of each other in a stacking direction, at least one, preferably all of the elementary modules of the plurality comprising:

- une unité d’oxydation configurée pour générer des électrons au moyen de l’oxydation d’un combustible, de préférence du dihydrogène, par un oxydant, de préférence du dioxygène, l’unité d’oxydation comportant une anode et une cathode prenant en sandwich une membrane électrolytique,an oxidation unit configured to generate electrons by means of the oxidation of a fuel, preferably dihydrogen, with an oxidant, preferably dioxygen, the oxidation unit comprising an anode and a cathode taking sandwich an electrolytic membrane,

- un bloc anodique comportant un support transporteur de combustible adapté au transport d’un flux d’alimentation anodique contenant le combustible vers une chambre anodique, et un collecteur d’électrons anodiques fixé sur le support transporteur de combustible,- an anode block comprising a fuel carrier suitable for transporting an anode feed stream containing the fuel to an anode chamber, and an anode electron collector fixed on the fuel carrier,

- un bloc cathodique comportant un support transporteur d’oxydant adapté au transport d’un flux d’alimentation cathodique contenant l’oxydant vers une chambre cathodique, et un collecteur d’électrons cathodiques fixé sur le support transporteur d’oxydant, le au moins un module élémentaire étant conformé de sorte à définir la chambre anodique, respectivement la chambre cathodique, entre l’unité d’oxydation et le support transporteur de combustible, respectivement le support transporteur d’oxydant, le au moins un module élémentaire étant tel que préalablement à l’assemblage du au moins un module élémentaire au sein de la pluralité de modules élémentaires de la pile à combustible, le bloc anodique, respectivement le bloc cathodique, et l’unité d’oxydation sont fixés l’un à l’autre.- a cathode block comprising an oxidant carrier suitable for transporting a cathodic feed stream containing the oxidant to a cathode chamber, and a cathode electron collector fixed on the oxidant carrier, at least an elementary module being shaped so as to define the anode chamber, respectively the cathode chamber, between the oxidation unit and the fuel carrier, respectively the oxidant carrier, the at least one elementary module being as previously when the at least one elementary module is assembled within the plurality of elementary modules of the fuel cell, the anode block, respectively the cathode block, and the oxidation unit are fixed to each other.

La pile à combustible selon l’invention ne nécessite pas de moyen de compression pour assurer la connexion électrique entre les modules élémentaires et l’étanchéité au combustible de chaque module élémentaire. Elle présente donc une densité massique de puissance supérieure à une pile à combustible de même masse de l’art antérieur.The fuel cell according to the invention does not require any compression means to ensure the electrical connection between the elementary modules and the fuel seal of each elementary module. It therefore has a power mass density greater than a fuel cell of the same mass in the prior art.

Par ailleurs, un module élémentaire de la pile à combustible n’étant pas comprimé par une force externe autre que le poids potentiel d’autres modules élémentaires disposés verticalement au-dessus dudit module élémentaire, le changement dudit module élémentaire est aisé dans le cas où ledit module élémentaire est défectueux. Notamment, comme cela apparaîtra plus clairement par la suite, deux modules élémentaires consécutifs peuvent être séparés l’un de l’autre selon la direction d’empilement. Le module élémentaire peut ainsi être extrait facilement de la pile à combustible en le faisant glisser selon une direction transversale à la direction de l’empilement.Furthermore, an elementary module of the fuel cell not being compressed by an external force other than the potential weight of other elementary modules arranged vertically above said elementary module, the change of said elementary module is easy in the case where said elementary module is defective. In particular, as will appear more clearly hereinafter, two consecutive elementary modules can be separated from one another according to the stacking direction. The elementary module can thus be easily removed from the fuel cell by sliding it in a direction transverse to the direction of the stack.

Au sens de la présente invention, on considère que deux organes, par exemple le bloc anodique ou le bloc cathodique d’une part et l’unité d’oxydation d’autre part, sont fixés l’un à l’autre, dès lors qu’un autre organe relie rigidement lesdits deux organes. Par exemple, ledit autre organe est un pont adhésif, une vis ou un rivet. Au contraire, par exemple, l’assemblage de deux plaques parallèles maintenues entre elles sous l’application d’une force de compression normale à leurs faces ne définit pas une fixation au sens de l’invention, puisque les plaques peuvent notamment être déplacées l’une par rapport à l’autre dès lors que la force de compression est supprimée.Within the meaning of the present invention, it is considered that two organs, for example the anode block or the cathode block on the one hand and the oxidation unit on the other hand, are fixed to each other, therefore that another member rigidly connects said two members. For example, said other member is an adhesive bridge, a screw or a rivet. On the contrary, for example, the assembly of two parallel plates held together under the application of a compression force normal to their faces does not define a fixing within the meaning of the invention, since the plates can in particular be moved l relative to each other once the compressive force is removed.

De préférence, le bloc anodique, respectivement le bloc cathodique, et l’unité d’oxydation sont fixés par collage et connectés électriquement l’un à l’autre, au moyen d’un pont conducteur anodique, respectivement d’un pont conducteur cathodique, contenant un adhésif électriquement conducteur.Preferably, the anode block, respectively the cathode block, and the oxidation unit are fixed by bonding and electrically connected to each other, by means of an anode conductive bridge, respectively of a cathode conductive bridge. , containing an electrically conductive adhesive.

De préférence, le bloc anodique, respectivement le bloc cathodique, comporte un collecteur d’électrons anodiques fixé sur le support transporteur de combustible, respectivement un collecteur d’électrons cathodiques fixé sur le support transporteur d’oxydant, le pont conducteur anodique et le collecteur d’électrons anodiques, respectivement le pont conducteur cathodique et le collecteur d’électrons cathodiques étant à la fois fixés par collage et connectés électriquement l’un à l’autre.Preferably, the anode block, respectively the cathode block, comprises an anode electron collector fixed on the fuel carrier, respectively a cathode electron collector fixed on the oxidant carrier, the anode conductive bridge and the collector of anodic electrons, respectively the cathode conductive bridge and the cathode electron collector being both fixed by gluing and electrically connected to each other.

De préférence, l’unité d’oxydation et le support transporteur de combustible sont à la fois fixés par collage l’un à l’autre et isolés électriquement l’un de l’autre au moyen d’un pont d’étanchéité anodique contenant un adhésif électriquement isolant et étanche au combustible, le pont d’étanchéité anodique étant conformé de sorte que le flux d’alimentation anodique transporté vers la chambre anodique s’écoule essentiellement directement du support transporteur de combustible vers l’anode.Preferably, the oxidation unit and the fuel carrier are both fixed by bonding to each other and electrically isolated from each other by means of an anodic sealing bridge containing an electrically insulating and fuel-tight adhesive, the anode sealing bridge being shaped so that the anode feed flow transported to the anode chamber flows essentially directly from the fuel carrier to the anode.

Enfin, l’invention concerne un appareil, notamment choisi parmi un objet volant, par exemple un drone, une bicyclette et un générateur électrique, par exemple un chargeur pour recharger électriquement un ensemble de dispositifs nomades, ledit appareil comportant une pile à combustible selon l’invention.Finally, the invention relates to an apparatus, in particular chosen from a flying object, for example a drone, a bicycle and an electric generator, for example a charger for electrically recharging a set of nomadic devices, said apparatus comprising a fuel cell according to the 'invention.

Le module élémentaire et la pile à combustible selon l’un quelconque des aspects de l’invention décrits ci-dessus peuvent en outre comporter une plusieurs des caractéristiques décrites ci-après.The elementary module and the fuel cell according to any one of the aspects of the invention described above may further include one of the characteristics described below.

De préférence, le module élémentaire est « planaire », c’est-à-dire qu’il s’étend de manière générale selon un plan longitudinal. Un module élémentaire planaire est particulièrement bien adapté à former un empilement d’une pile à combustible. En particulier, le module élémentaire peut être « mince », c’est-à-dire que son épaisseur, définie comme étant la valeur moyenne des distances, mesurée selon une direction transverse au plan longitudinal, entre deux faces extérieures longitudinales opposées du module élémentaire, est au moins 50 fois inférieure, de préférence au moins 2500 fois inférieure à la longueur du module élémentaire, mesurée dans le plan longitudinal.Preferably, the elementary module is "planar", that is to say that it generally extends along a longitudinal plane. A planar elementary module is particularly well suited to forming a stack of a fuel cell. In particular, the elementary module can be “thin”, that is to say that its thickness, defined as being the average value of the distances, measured in a direction transverse to the longitudinal plane, between two opposite longitudinal external faces of the elementary module , is at least 50 times less, preferably at least 2500 times less than the length of the elementary module, measured in the longitudinal plane.

En particulier, les longueur et/ou largeur et/ou épaisseur du module élémentaire peuvent être respectivement comprises entre 10 mm et 500 mm, entre 10 mm et 500 mm, et entre 0,2 mm et 2 mm. De préférence, les faces extérieures longitudinales du module élémentaire opposées sont parallèles.In particular, the length and / or width and / or thickness of the elementary module can be respectively between 10 mm and 500 mm, between 10 mm and 500 mm, and between 0.2 mm and 2 mm. Preferably, the longitudinal outer faces of the opposite elementary module are parallel.

Par ailleurs, lorsque le bloc d’oxydation est alimenté en combustible et en oxydant, les électrons générés par l’unité d’oxydation sur les faces des anodes et cathodes opposées aux faces respectives en regard de la membrane, dits électrons anodiques et électrons cathodiques respectivement, transitent par le collecteur d’électrons anodiques et par le collecteur d’électrons cathodiques respectivement. Pour collecter plus d’électrons d’anodiques et/ou d’électrons cathodiques et ainsi améliorer le rendement énergétique du module élémentaire, l’unité d’oxydation comporte de préférence une couche collectrice anodique, disposée sur la face de l’anode opposée à la face de l’anode en regard de la membrane électrolytique, et/ou une couche collectrice cathodique, disposée sur la face de la cathode opposée à la face en regard de la membrane électrolytique.Furthermore, when the oxidation block is supplied with fuel and oxidizer, the electrons generated by the oxidation unit on the faces of the anodes and cathodes opposite the respective faces opposite the membrane, called anodic electrons and cathode electrons. respectively, pass through the anode electron collector and through the cathode electron collector respectively. To collect more anode electrons and / or cathode electrons and thus improve the energy efficiency of the elementary module, the oxidation unit preferably comprises an anode collecting layer, arranged on the face of the anode opposite to the face of the anode facing the electrolytic membrane, and / or a cathode collector layer, disposed on the face of the cathode opposite to the facing face of the electrolytic membrane.

De préférence, la couche collectrice anodique, respectivement la couche collectrice cathodique est séparée du support transporteur de combustible, respectivement du support transporteur d’oxydant par la chambre anodique, respectivement par la chambre cathodique.Preferably, the anode collector layer, respectively the cathode collector layer is separated from the fuel carrier, respectively from the oxidant carrier by the anode chamber, respectively by the cathode chamber.

La couche collectrice anodique et/ou la couche collectrice cathodique peuvent se présenter sous la forme d’un film mince, de préférence d’une épaisseur inférieure à 100 pm, et poreux de sorte à permettre au flux d’alimentation anodique d’atteindre l’anode, respectivement au flux d’alimentation cathodique d’atteindre la cathode. La couche collectrice anodique et/ou la couche collectrice cathodique peuvent être déposées respectivement sur la face de l’anode et/ou sur la face de la cathode par impression 3D ou par dépôt sous vide, par exemple chimique en phase vapeur, ou physique en phase vapeur. De préférence, la couche collectrice anodique et/ou la couche collectrice cathodique sont formés d’un métal, de préférence de l’or.The anodic collector layer and / or the cathodic collector layer may be in the form of a thin film, preferably of a thickness less than 100 μm, and porous so as to allow the anodic feed flow to reach 1 anode, respectively to the cathode feed stream to reach the cathode. The anodic collecting layer and / or the cathodic collecting layer can be deposited respectively on the face of the anode and / or on the face of the cathode by 3D printing or by vacuum deposition, for example chemical in vapor phase, or physical in vapor phase. Preferably, the anode collector layer and / or the cathode collector layer are formed of a metal, preferably gold.

En particulier, la couche collectrice anodique peut occuper entre 50 % et 100 % de l’aire de la face de l’anode qu’elle recouvre et/ou la couche collectrice cathodique peut occuper entre 50 et 100 % de l’aire de la face de la cathode qu’elle recouvre.In particular, the anode collector layer can occupy between 50% and 100% of the area of the face of the anode which it covers and / or the cathode collector layer can occupy between 50 and 100% of the area of the face of the cathode which it covers.

En ce qui concerne les ponts conducteurs anodique et cathodique, ils permettent respectivement le transfert des électrons anodiques de l’anode vers le collecteur d’électrons anodiques, et des électrons cathodiques de la cathode vers le collecteur d’électrons cathodiques.As for the anode and cathode conductive bridges, they allow the transfer of anode electrons from the anode to the anode electron collector, and cathode electrons from the cathode to the cathode electron collector, respectively.

En particulier, le pont conducteur anodique peut être fixé par collage sur l’anode et/ou sur la couche collectrice anodique et/ou sur la membrane électrolytique. Pour sa part, le pont conducteur cathodique peut être fixé par collage sur la cathode et/ou sur la couche collectrice cathodique et/ou sur la membrane électrolytique.In particular, the anodic conductive bridge can be fixed by bonding to the anode and / or to the anodic collecting layer and / or to the electrolytic membrane. For its part, the cathode conductive bridge can be fixed by bonding to the cathode and / or to the cathode collector layer and / or to the electrolytic membrane.

Le pont conducteur anodique peut être disposé entre l’anode et le support transporteur de combustible de sorte à définir partiellement la chambre anodique, et en particulier au moins partiellement, voire totalement, une paroi de ladite chambre anodique, notamment s’étendant selon une direction transversale. Pour sa part, le pont conducteur cathodique peut être disposé entre la cathode et le support transporteur d’oxydant de sorte à définir partiellement la chambre cathodique, et en particulier au moins partiellement, voire totalement, une paroi de ladite chambre cathodique, notamment s’étendant selon une direction transversale.The anodic conductive bridge can be arranged between the anode and the fuel carrier so as to partially define the anode chamber, and in particular at least partially, or even completely, a wall of said anode chamber, in particular extending in a direction transverse. For its part, the cathode conductive bridge can be disposed between the cathode and the oxidant carrier so as to partially define the cathode chamber, and in particular at least partially, or even completely, a wall of said cathode chamber, in particular s' extending in a transverse direction.

De préférence, le pont conducteur anodique est pris en sandwich entre le bloc d’oxydation et le collecteur d’électrons anodiques et/ou le pont conducteur cathodique est pris en sandwich entre le bloc d’oxydation et le collecteur d’électrons cathodiques.Preferably, the anode conductive bridge is sandwiched between the oxidation block and the anode electron collector and / or the cathode conductive bridge is sandwiched between the oxidation block and the cathode electron collector.

De préférence, le pont conducteur anodique et/ou le pont conducteur cathodique recouvrent au moins partiellement, voire intégralement, le collecteur d’électrons anodiques et/ou le collecteur d’électrons cathodiques respectivement. De cette façon, le transfert électronique entre l’anode et le collecteur d’électrons anodiques et/ou entre la cathode et le collecteur d’électrons cathodiques est optimal.Preferably, the anodic conductive bridge and / or the cathodic conductive bridge cover at least partially, or even entirely, the anodic electron collector and / or the cathode electron collector respectively. In this way, the electronic transfer between the anode and the anode electron collector and / or between the cathode and the cathode electron collector is optimal.

Le pont conducteur anodique et/ou le pont conducteur cathodique peuvent être de formes variées. Ils peuvent chacun se présenter sous la forme d’au moins un plot ou d’au moins une bande, continue ou discontinue, ou d’au moins une surface s’étendant selon deux directions perpendiculaires.The anode conductive bridge and / or the cathode conductive bridge can be of various shapes. They can each be in the form of at least one stud or at least one strip, continuous or discontinuous, or at least one surface extending in two perpendicular directions.

Les plots ou les bandes peuvent former un motif régulier, voire périodique. Par exemple, les plots peuvent être disposés selon un réseau formé par la répétition périodique selon deux directions perpendiculaires d’un motif carré, et à chaque sommet d’un des motifs du réseau. Un plot peut présenter une forme de prisme droit, notamment à base carrée ou rectangulaire, ou une forme cylindrique de révolution. Le diamètre du plot, correspondant à la plus grande longueur dans une direction perpendiculaire à la génératrice du prisme, peut être compris entre 0,1 mm et 10 mm. Dans la variante ou le pont conducteur anodique et/ou le pont conducteur cathodique se présentent sous la forme d’au ίο moins une bande, de préférence, la largeur d’au moins une, de préférence de chacune des bandes est comprise entre 0,1 mm et 10 mm.The studs or bands can form a regular, even periodic, pattern. For example, the studs can be arranged in a network formed by the periodic repetition in two perpendicular directions of a square pattern, and at each vertex of one of the patterns in the network. A stud may have a straight prism shape, in particular with a square or rectangular base, or a cylindrical shape of revolution. The diameter of the stud, corresponding to the greatest length in a direction perpendicular to the generator of the prism, can be between 0.1 mm and 10 mm. In the variant where the anode conductive bridge and / or the cathode conductive bridge are in the form of at least one strip, preferably the width of at least one, preferably of each of the strips, is between 0, 1 mm and 10 mm.

En particulier, le rapport de l’aire de la projection du pont conducteur anodique sur l’aire de la projection du support transporteur de combustible peut être compris entre 1 % et 50 % et/ou le rapport de l’aire de la projection du pont conducteur cathodique, sur l’aire de la projection du support transporteur de combustible, peut être compris entre 1 % et 50 %, lesdites projections étant effectuées sur le plan longitudinal selon lequel s’étend le module élémentaire et selon une direction transverse audit plan longitudinal.In particular, the ratio of the projection area of the anode conductive bridge to the projection area of the fuel carrier can be between 1% and 50% and / or the ratio of the projection area of the cathode conductive bridge, on the area of the projection of the fuel carrier, can be between 1% and 50%, said projections being carried out on the longitudinal plane along which the elementary module extends and in a direction transverse to said plane longitudinal.

Le pont conducteur anodique et/ou le pont conducteur cathodique peuvent présenter une épaisseur, comprise entre 1 pm et 100 pm. En particulier, le pont conducteur anodique peut faire saillie de la face de l’anode sur laquelle il est disposé et/ou le pont conducteur cathodique peut faire saillie de la face de la cathode sur laquelle il est disposé.The anode conductive bridge and / or the cathode conductive bridge may have a thickness of between 1 μm and 100 μm. In particular, the anode conductive bridge can project from the face of the anode on which it is arranged and / or the cathode conductive bridge can project from the face of the cathode on which it is arranged.

Par ailleurs, dans la variante où le pont conducteur anodique, respectivement le pont conducteur cathodique se présente sous la forme d’au moins une bande discontinue, l’espace défini entre les deux portions de la bande et s’étendant entre des plans parallèles aux faces latérales de la bande peut être au moins partiellement, voire intégralement rempli par un pont d’isolation anodique, respectivement un pont d’isolation cathodique. Le pont conducteur anodique et le pont d’isolation anodique peuvent définir au moins partiellement une paroi transverse de la chambre anodique, par exemple ceinturant intégralement la chambre anodique, et/ou le pont conducteur cathodique et le pont d’isolation cathodique peuvent définir au moins partiellement une paroi transverse de la chambre cathodique, par exemple ceinturant intégralement la chambre cathodique.Furthermore, in the variant where the anode conductive bridge, respectively the cathode conductive bridge is in the form of at least one discontinuous strip, the space defined between the two portions of the strip and extending between planes parallel to the lateral faces of the strip can be at least partially, or even completely filled by an anode isolation bridge, respectively a cathode isolation bridge. The anodic conductive bridge and the anodic isolation bridge can define at least partially a transverse wall of the anodic chamber, for example completely encircling the anodic chamber, and / or the cathodic conductive bridge and the cathodic isolation bridge can define at least partially a transverse wall of the cathode chamber, for example completely encircling the cathode chamber.

Le pont conducteur anodique et/ou le pont conducteur cathodique peuvent être formés sur le bloc anodique et/ou sur le bloc cathodique respectivement, ou sur l’unité d’oxydation par impression d’une colle comportant l’adhésif électriquement conducteur, par exemple par sérigraphie, par pulvérisation ou par dispense.The anode conductive bridge and / or the cathode conductive bridge can be formed on the anode block and / or on the cathode block respectively, or on the oxidation unit by printing an adhesive comprising the electrically conductive adhesive, for example by screen printing, spraying or dispensing.

Le pont conducteur anodique et le pont conducteur cathodique contiennent chacun un adhésif électriquement conducteur.The anode conductive bridge and the cathode conductive bridge each contain an electrically conductive adhesive.

L’adhésif électriquement conducteur peut notamment présenter une conductivité anisotrope. De préférence, le pont conducteur anodique, respectivement le pont conducteur cathodique, est tel que la direction de plus grande conductivité électrique de l’adhésif électriquement conducteur est parallèle à la direction normale à l’épaisseur du pont conducteur anodique, respectivement du pont conducteur cathodique.The electrically conductive adhesive may in particular have an anisotropic conductivity. Preferably, the anode conductive bridge, respectively the cathode conductive bridge, is such that the direction of greatest electrical conductivity of the electrically conductive adhesive is parallel to the direction normal to the thickness of the anode conductive bridge, respectively of the cathode conductive bridge. .

De préférence, l’adhésif électriquement conducteur comporte, voire consiste en une résine polymère dans laquelle sont dispersées des particules de carbone, par exemple sous forme de graphène, et/ou des particules métalliques. De préférence, les particules métalliques comprennent, voire consistent en un métal choisi parmi l’argent, l’or et leurs alliages, ou sont formées d’un cœur métallique, de préférence en un métal choisi parmi le cuivre et le nickel et leurs alliages, recouvert d’un revêtement en carbone ou d’un revêtement métallique, de préférence en un métal choisi parmi l’or, l’argent et leurs alliages.Preferably, the electrically conductive adhesive comprises, or even consists of a polymer resin in which are dispersed carbon particles, for example in the form of graphene, and / or metallic particles. Preferably, the metallic particles comprise, or even consist of a metal chosen from silver, gold and their alloys, or are formed from a metallic core, preferably from a metal chosen from copper and nickel and their alloys , covered with a carbon coating or a metallic coating, preferably a metal chosen from gold, silver and their alloys.

En particulier, l’adhésif électriquement conducteur du pont conducteur anodique peut être identique ou différent de l’adhésif électriquement conducteur du pont conducteur cathodique.In particular, the electrically conductive adhesive of the anode conductive bridge may be the same or different from the electrically conductive adhesive of the cathode conductive bridge.

Par exemple, a titre illustratif, l’adhésif peut être Le TRA-DUCT 2902 commercialisé par la société Tra-Con.For example, by way of illustration, the adhesive may be Le TRA-DUCT 2902 marketed by the company Tra-Con.

Pour sa part, l’unité d’oxydation est de préférence disposée entre le bloc anodique et le bloc cathodique.For its part, the oxidation unit is preferably arranged between the anode block and the cathode block.

De préférence, l’unité d’oxydation s’étend selon un plan parallèle ou confondu avec le plan longitudinal. En particulier, l’unité d’oxydation peut présenter la forme d’une plaque composite et/ou chacune des anode, cathode et membrane électrolytique peut présenter la forme d’une plaque s’étendant selon un plan parallèle au plan longitudinal.Preferably, the oxidation unit extends along a plane parallel or coincident with the longitudinal plane. In particular, the oxidation unit may have the form of a composite plate and / or each of the anode, cathode and electrolytic membrane may have the form of a plate extending in a plane parallel to the longitudinal plane.

En particulier, l’épaisseur de l’unité d’oxydation peut être supérieure ou égale à 0,01 mm et/ou inférieure ou égale à 0,5 mm.In particular, the thickness of the oxidation unit can be greater than or equal to 0.01 mm and / or less than or equal to 0.5 mm.

De préférence, l’anode et/ou la cathode sont fixées sur la membrane électrolytique, par exemple par séchage d’une encre déposée par pulvérisation sur l’anode, respectivement la cathode et/ou la membrane, et contenant des catalyseurs à base de carbone platiné (C/Pt).Preferably, the anode and / or the cathode are fixed to the electrolytic membrane, for example by drying an ink deposited by spraying on the anode, respectively the cathode and / or the membrane, and containing catalysts based on platinum carbon (C / Pt).

L’anode peut comporter, voire consister en un mélange de C/Pt et de Nafion, et/ou la membrane peut être au moins partiellement, voire intégralement formée de Nafion, et/ou la cathode peut comporter, voire consister en un mélange de C/Pt et de Nafion.The anode may comprise, or even consist of a mixture of C / Pt and Nafion, and / or the membrane may be at least partially, or even entirely formed of Nafion, and / or the cathode may comprise, or even consist of a mixture of C / Pt and Nafion.

Par ailleurs, en ce qui concerne le support transporteur de combustible et le support transporteur d’oxydant, de préférence au moins l’un deux, de préférence tous les deux s’étendent selon un plan parallèle au plan longitudinal.Furthermore, with regard to the fuel carrier and the oxidant carrier, preferably at least one two, preferably both extend in a plane parallel to the longitudinal plane.

De préférence, le support transporteur de combustible et/ou le support transporteur d’oxydant peuvent se présenter chacun sous la forme d’une plaque. De tels supports transporteur de combustible et/ou support transporteur d’oxydant sont ainsi de fabrication simple, rapide et peu coûteuse.Preferably, the fuel carrier and / or the oxidant carrier can each be in the form of a plate. Such fuel carrier supports and / or oxidant carrier supports are thus simple, quick and inexpensive to manufacture.

Le support transporteur de combustible et le support transporteur d’oxydant sont conformés pour introduire respectivement le flux d’alimentation anodique contenant le combustible dans la chambre anodique et le flux d’alimentation cathodique contenant l’oxydant dans la chambre cathodique. A cette fin, le support transporteur de combustible et/ou le support transporteur d’oxydant peuvent comporter des trous, par exemple des perçages, traversant le support transporteur de combustible et/ou le support transporteur d’oxydant respectivement dans leurs épaisseurs respectives. En variante, le support transporteur de combustible et/ou le support transporteur d’oxydant peuvent se présenter chacun sous la forme d’une mousse présentant une porosité ouverte et percolante au moins dans la direction de son épaisseur. De cette manière, le flux d’alimentation anodique et/ou le flux d’alimentation cathodique peuvent s’écouler dans l’épaisseur du support transporteur de combustible et/ou du support transporteur d’oxydant respectivement.The fuel carrier and the oxidant carrier are shaped to respectively introduce the anode feed stream containing the fuel into the anode chamber and the cathode feed stream containing the oxidant into the cathode chamber. To this end, the fuel carrier and / or the oxidant carrier may have holes, for example holes, through the fuel carrier and / or the oxidizer carrier respectively in their respective thicknesses. Alternatively, the fuel carrier and / or the oxidizer carrier may each be in the form of a foam having an open and percolating porosity at least in the direction of its thickness. In this way, the anode feed stream and / or the cathode feed stream can flow through the thickness of the fuel carrier and / or the oxidant carrier respectively.

Le support transporteur de combustible et le support transporteur d’oxydant peuvent comporter, voire consister en un matériau polymère, par exemple thermoplastique, et notamment choisi parmi le polyéthylène téréphtalate PET, le polyéthylène PE, le polycarbonate PC, le FR4, le Kapton et leurs mélanges.The fuel carrier and the oxidizer carrier may comprise or even consist of a polymer material, for example thermoplastic, and in particular chosen from polyethylene terephthalate PET, polyethylene PE, polycarbonate PC, FR4, Kapton and their mixtures.

Dans une variante, le support transporteur de combustible et/ou le support transporteur d’oxydant peuvent présenter la forme d’une grille plane. De préférence, la face de la grille en regard de la chambre anodique, respectivement de la chambre cathodique, est recouverte au moins partiellement, voire de préférence intégralement par un ensemble formé d’un film électriquement isolant et d’un film métallique électriquement conducteur définissant le collecteur d’électrons anodiques, respectivement le collecteur d’électrons cathodiques. De préférence, le film électriquement isolant, et optionnellement le film électriquement conducteur, est poreux, de manière à permettre le transport du combustible ou de l’oxydant selon son épaisseur. De préférence, l’épaisseur du film électriquement isolant et/ou l’épaisseur du film électriquement conducteur est comprise entre 10 pm et 500 pm. De préférence, le film électriquement conducteur et le film électriquement isolant recouvrent des portions distinctes et de préférence non superposées de la face de la grille en regard de la chambre anodique, respectivement de la chambre cathodique. Par exemple, le pont conducteur anodique cathodique est fixé par collage sur le film électriquement conducteur du support transporteur de combustible formant le collecteur d’électrons anodiques et le pont conducteur cathodique est fixé par collage sur le film électriquement conducteur du support transporteur d’oxydant formant le collecteur d’électrons cathodiques. De préférence, le pont conducteur anodique et/ou le pont conducteur cathodique sont disposés à distance du film électriquement isolant conducteur du support transporteur de combustible, respectivement du support transporteur d’oxydant.Alternatively, the fuel carrier and / or the oxidizer carrier may be in the form of a planar grid. Preferably, the face of the grid opposite the anode chamber, respectively of the cathode chamber, is covered at least partially, or even preferably entirely, by an assembly formed by an electrically insulating film and an electrically conductive metallic film defining the anode electron collector, respectively the cathode electron collector. Preferably, the electrically insulating film, and optionally the electrically conductive film, is porous, so as to allow the transport of the fuel or the oxidant according to its thickness. Preferably, the thickness of the electrically insulating film and / or the thickness of the electrically conductive film is between 10 μm and 500 μm. Preferably, the electrically conductive film and the electrically insulating film cover separate and preferably not superimposed portions of the face of the grid opposite the anode chamber, respectively of the cathode chamber. For example, the cathode anodic conductive bridge is fixed by gluing to the electrically conductive film of the fuel transporting support forming the anodic electron collector and the cathodic conductive bridge is fixed by gluing to the electrically conductive film of the oxidant transportable support the cathode electron collector. Preferably, the anode conductive bridge and / or the cathode conductive bridge are arranged at a distance from the electrically insulating conductive film of the fuel carrier support, respectively of the oxidant carrier support.

Comme décrit précédemment, un collecteur d’électrons anodiques et un collecteur d’électrons cathodiques sont fixés, de préférence par collage sur le support transporteur de combustible et sur le support transporteur d’oxydant respectivement. Au moins une extrémité du collecteur d’électrons anodiques, respectivement du collecteur d’électrons cathodiques, peut faire saillie, par exemple latéralement, du module élémentaire, et être connecté électriquement à un connecteur de reprise de contact, pour connecter le module élémentaire à un appareil électrique ou à un autre module élémentaire, par exemple le module élémentaire consécutif de l’empilement de modules élémentaires d’une pile à combustible comportant une pluralité de modules élémentaires.As described above, an anode electron collector and a cathode electron collector are fixed, preferably by bonding, to the fuel carrier and to the oxidant carrier, respectively. At least one end of the anode electron collector, respectively of the cathode electron collector, can protrude, for example laterally, from the elementary module, and be electrically connected to a contact recovery connector, to connect the elementary module to a electrical appliance or to another elementary module, for example the consecutive elementary module of the stack of elementary modules of a fuel cell comprising a plurality of elementary modules.

Dans un mode de réalisation, le collecteur d’électrons anodiques peut être imprimé sur le support transporteur de combustible et/ou le collecteur d’électrons cathodiques peut être imprimé sur le support transporteur d’oxydant, formant ainsi un bloc anodique, respectivement un bloc cathodique. Le bloc anodique et/ou le bloc cathodique ainsi formés se présentent alors sous la forme de circuit imprimés, ce qui facilite la fabrication du module élémentaire, et notamment le positionnement relatif du ou desdits supports transporteurs de combustible et d’oxydant par rapport à l’unité d’oxydation lors de l’assemblage des éléments constitutifs du module élémentaire.In one embodiment, the anode electron collector can be printed on the fuel carrier and / or the cathode electron collector can be printed on the oxidizer carrier, thereby forming an anode block, respectively a block cathodic. The anode block and / or the cathode block thus formed are then in the form of printed circuits, which facilitates the manufacture of the elementary module, and in particular the relative positioning of the said fuel and oxidant carrier (s) relative to the 'oxidation unit during the assembly of the constituent elements of the elementary module.

De préférence, le collecteur d’électrons anodiques et/ou le collecteur d’électrons cathodiques se présentent au moins partiellement sous la forme de bandes espacées les unes des autres, de préférence formant un motif régulier voire périodique, par exemple un quadrillage. Par exemple, la ou les bandes s’étendent latéralement dans le plan longitudinal, et notamment entre deux faces latérales opposées du module élémentaire.Preferably, the anode electron collector and / or the cathode electron collector are at least partially in the form of bands spaced apart from each other, preferably forming a regular or even periodic pattern, for example a grid. For example, the strip or strips extend laterally in the longitudinal plane, and in particular between two opposite lateral faces of the elementary module.

Par ailleurs, le rapport R de l’aire Sa de la projection du collecteur d’électrons anodiques, sur l’aire S de la projection du support transporteur de combustible, est de préférence compris entre et 0,01 et 0,50, et/ou le rapport R’ de l’aire S’a de la projection du collecteur d’électrons cathodiques, sur l’aire S’ de la projection du support transporteur de combustible, est compris entre 0,01 et 0,50, lesdites projections étant effectuées sur le plan longitudinal, et selon une direction transversale audit plan longitudinal. Les rapports R et R’ peuvent être différents ou égaux.Furthermore, the ratio R of the area Sa of the projection of the anode electron collector, on the area S of the projection of the fuel carrier, is preferably between and 0.01 and 0.50, and / or the ratio R 'of the area S'a of the projection of the cathode electron collector, on the area S' of the projection of the fuel carrier, is between 0.01 and 0.50, said projections being made on the longitudinal plane, and in a direction transverse to said longitudinal plane. The R and R ratios can be different or equal.

Ainsi, la résistance de contact entre le collecteur d’électrons anodiques et/ou le collecteur d’électrons cathodiques d’une part et l’unité d’oxydation d’autre part est réduite.Thus, the contact resistance between the anode electron collector and / or the cathode electron collector on the one hand and the oxidation unit on the other hand is reduced.

De préférence, le collecteur d’électrons anodiques, respectivement le collecteur d’électrons cathodiques, fait saillie, de préférence selon une direction transversale, de la face du support transporteur de combustible, respectivement à l’épaisseur du support transporteur d’oxydant sur laquelle il est fixé, la hauteur de ladite saillie étant par exemple égale à l’épaisseur dudit collecteur d’électrons anodiques, respectivement du collecteur d’électrons cathodiques. Le collecteur d’électrons anodiques, respectivement le collecteur d’électrons cathodiques, définit ainsi au moins partiellement un espaceur séparant le support transporteur de combustible, respectivement le support transporteur d’oxydant, de l’unité d’oxydation, ledit espaceur définissant partiellement la chambre anodique, respectivement la chambre cathodique.Preferably, the anode electron collector, respectively the cathode electron collector, projects, preferably in a transverse direction, from the face of the fuel carrier, respectively to the thickness of the oxidant carrier on which it is fixed, the height of said projection being for example equal to the thickness of said anode electron collector, respectively of the cathode electron collector. The anode electron collector, respectively the cathode electron collector, thus at least partially defines a spacer separating the fuel carrier, respectively the oxidant carrier, from the oxidation unit, said spacer partially defining the anode chamber, respectively the cathode chamber.

De préférence, l’épaisseur du collecteur d’électrons anodique et/ou l’épaisseur du collecteur d’électrons cathodiques est inférieure à 100 pm.Preferably, the thickness of the anode electron collector and / or the thickness of the cathode electron collector is less than 100 μm.

Le collecteur d’électrons anodiques et/ou le collecteur d’électrons cathodiques sont de préférence métalliques, et peuvent comporter, notamment pour plus de 99,0% de leur masse, du carbone et/ou un métal choisi parmi l’argent, le tantale, le molybdène, le cuivre et leurs alliages. Un tel métal ou alliage conduit aisément les électrons collectés sur les anode et cathode. Dans une variante, le collecteur d’électrons anodiques et/ou le collecteur d’électrons cathodiques peuvent comporter une couche formée dudit métal, fixée sur le support transporteur de combustible, respectivement sur le support transporteur d’oxydant, recouverte par un film protecteur et conducteur formé d’un autre métal ou d’une superposition de couches, chaque couche étant en un métal différent de celui des autres couches du film, ledit film pouvant présenter une épaisseur inférieure à 10 pm.The anode electron collector and / or the cathode electron collector are preferably metallic, and may comprise, in particular for more than 99.0% of their mass, carbon and / or a metal chosen from silver, the tantalum, molybdenum, copper and their alloys. Such a metal or alloy easily conducts the electrons collected on the anode and cathode. In a variant, the anode electron collector and / or the cathode electron collector may comprise a layer formed of said metal, fixed on the fuel carrier support, respectively on the oxidant carrier carrier, covered by a protective film and conductor formed of another metal or of a superposition of layers, each layer being made of a metal different from that of the other layers of the film, said film possibly having a thickness of less than 10 μm.

Par ailleurs, comme cela a été décrit précédemment, le module élémentaire peut comporter un pont d’isolation anodique et/ou un pont d’isolation cathodique, le pont d’isolation cathodique étant formé d’au moins un matériau électriquement isolant. De préférence, le pont d’isolation anodique est disposé entre l’unité d’oxydation et le collecteur d’électrons anodiques. Il peut être en contact direct avec l’unité d’oxydation et avec le collecteur d’électrons anodiques. De préférence, le pont d’isolation cathodique est disposé entre l’unité d’oxydation et le collecteur d’électrons cathodiques. Il peut être en contact direct avec l’unité d’oxydation et avec le collecteur d’électrons cathodiques.Furthermore, as described above, the elementary module may include an anode isolation bridge and / or a cathode isolation bridge, the cathode isolation bridge being formed from at least one electrically insulating material. Preferably, the anode isolation bridge is disposed between the oxidation unit and the anode electron collector. It can be in direct contact with the oxidation unit and with the anode electron collector. Preferably, the cathode isolation bridge is disposed between the oxidation unit and the cathode electron collector. It can be in direct contact with the oxidation unit and with the cathode electron collector.

De préférence, le pont d’isolation anodique et/ou le pont d’isolation cathodique se présentent sous la forme d’un film mince, par exemple présentant une épaisseur comprise entre 1 pm et 100 pm. De préférence, le pont d’isolation anodique et/ou le pont d’isolation cathodique sont disposés respectivement sur une portion de la face du collecteur d’électrons anodiques en regard de l’unité d’oxydation et/ou sur une portion de la face du collecteur d’électrons cathodiques en regard de l’unité d’oxydation, ladite ou lesdites portions étant différentes de portions recouvertes par le pont conducteur anodique et/ou par le pont conducteur cathodique. Le pont d’isolation anodique, respectivement le pont d’isolation cathodique, protège ainsi la portion de la face du collecteur d’électrons anodiques, respectivement du collecteur d’électrons cathodiques, non recouverte par le pont conducteur anodique, respectivement par le pont conducteur cathodique.Preferably, the anode isolation bridge and / or the cathode isolation bridge are in the form of a thin film, for example having a thickness of between 1 μm and 100 μm. Preferably, the anodic isolation bridge and / or the cathodic isolation bridge are disposed respectively on a portion of the face of the anodic electron collector facing the oxidation unit and / or on a portion of the face of the cathode electron collector opposite the oxidation unit, said portion or portions being different from portions covered by the anode conductive bridge and / or by the cathode conductive bridge. The anode isolation bridge, respectively the cathode isolation bridge, thus protects the portion of the face of the anode electron collector, respectively of the cathode electron collector, not covered by the anode conductive bridge, respectively by the conductive bridge cathodic.

Notamment, le pont isolant anodique et/ou le pont isolant cathodique peuvent se présenter sous la forme d’une ou plusieurs bandes interrompues, de plots, notamment formant un motif régulier, tel qu’un quadrillage.In particular, the anodic insulating bridge and / or the cathodic insulating bridge can be in the form of one or more interrupted strips, of studs, in particular forming a regular pattern, such as a grid.

Pour sa part, la chambre anodique, respectivement la chambre cathodique, est de préférence disposée entre le support transporteur de combustible, respectivement le support transporteur d’oxydant, et l’unité d’oxydation.For its part, the anode chamber, respectively the cathode chamber, is preferably disposed between the fuel carrier, the oxidant carrier respectively, and the oxidation unit.

De préférence, la chambre anodique et/ou la chambre cathodique s’étendent selon un plan parallèle au plan longitudinal. De préférence, la chambre anodique est définie au moins partiellement, voire intégralement par :Preferably, the anode chamber and / or the cathode chamber extend along a plane parallel to the longitudinal plane. Preferably, the anode chamber is defined at least partially, or even entirely, by:

la face extérieure de l’anode opposée à la face au contact de la membrane électrolytique, et s’étendant de préférence selon un plan parallèle au plan longitudinal, la face du support transporteur de combustible en regard de la face extérieure de l’anode, et s’étendant de préférence selon un plan parallèle au plan longitudinal, et le pont d’étanchéité anodique.the external face of the anode opposite the face in contact with the electrolytic membrane, and preferably extending along a plane parallel to the longitudinal plane, the face of the fuel carrier support facing the external face of the anode, and preferably extending along a plane parallel to the longitudinal plane, and the anode sealing bridge.

La chambre anodique est conformée de telle sorte que lorsqu’elle est alimentée en combustible, la pression en combustible dans la chambre est supérieure à la pression atmosphérique, ce qui permet d’assurer une réaction d’oxydation efficace du combustible au niveau de l’unité d’oxydation. De préférence, le pont d’étanchéité anodique définit un joint d’étanchéité au combustible s’étendant transversalement au plan longitudinal entre le bloc anodique et l’unité d’oxydation et ceinturant, de préférence intégralement, la chambre anodique dans un plan parallèle au plan longitudinal. De cette façon, le pont d’étanchéité anodique réduit les fuites de combustible hors de la chambre anodique par écoulement du fluide selon des directions contenues dans le plan longitudinal.The anode chamber is shaped so that when it is supplied with fuel, the fuel pressure in the chamber is higher than atmospheric pressure, thereby ensuring an efficient fuel oxidation reaction at the oxidation unit. Preferably, the anode sealing bridge defines a fuel seal extending transversely to the longitudinal plane between the anode block and the oxidation unit and surrounding, preferably integrally, the anode chamber in a plane parallel to the longitudinal plane. In this way, the anodic sealing bridge reduces fuel leakage from the anodic chamber by flow of the fluid in directions contained in the longitudinal plane.

De préférence, le pont conducteur anodique et/ou le pont d’étanchéité anodique sont conformés de sorte à éviter le délaminage de l’unité d’oxydation du bloc anodique, lorsque la pression de combustible est comprise entre 0.1 bar et 5 bar. L’homme du métier sait aisément déterminer les propriétés de l’adhésif électriquement isolant et étanche au combustible et/ou de l’adhésif électriquement conducteur et définir les dimensions du pont conducteur anodique et/ou du pont d’étanchéité anodique à cette fin.Preferably, the anodic conductive bridge and / or the anodic sealing bridge are shaped so as to avoid delamination of the oxidation unit of the anodic block, when the fuel pressure is between 0.1 bar and 5 bar. Those skilled in the art can easily determine the properties of the electrically insulating and fuel-tight adhesive and / or the electrically conductive adhesive and define the dimensions of the anodic conductive bridge and / or the anodic sealing bridge for this purpose.

De préférence, le pont d’étanchéité anodique est fixé par collage à l’anode et/ou à la couche collectrice anodique et/ou à la membrane électrolytique. Le pont d’étanchéité anodique peut notamment être obtenu par impression d’une colle comportant l’adhésif électriquement isolant et étanche au combustible, notamment par sérigraphie, ou pulvérisation ou dispense ou report d’un film adhésif.Preferably, the anodic sealing bridge is fixed by gluing to the anode and / or to the anodic collecting layer and / or to the electrolytic membrane. The anodic sealing bridge can in particular be obtained by printing an adhesive comprising the electrically insulating and fuel-tight adhesive, in particular by screen printing, or spraying or dispensing or postponing an adhesive film.

L’adhésif électriquement isolant et étanche au combustible peut notamment être choisi parmi les adhésifs type polyuréthane ou de type epoxy. Par exemple, il peut être la colle 1RS 2125 commercialisée par la société Intertronics.The electrically insulating and fuel-tight adhesive can in particular be chosen from polyurethane or epoxy type adhesives. For example, it may be the 1RS 2125 glue sold by the company Intertronics.

Le pont d’étanchéité anodique peut présenter des formes variées. Il se présente de préférence sous la forme d’une bande continue, de préférence fermée sur elle-même et au contact de chacune des faces longitudinales opposées de la chambre anodique.The anodic sealing bridge can have various shapes. It is preferably in the form of a continuous strip, preferably closed on itself and in contact with each of the opposite longitudinal faces of the anode chamber.

Par ailleurs, le module élémentaire peut comporter un réservoir présentant un volume intérieur pour contenir le combustible, la chambre anodique étant en communication fluidique avec le volume intérieur du réservoir au moyen du support transporteur de combustible. Ainsi, le réservoir définit une réserve de combustible permettant d’assurer l’alimentation en combustible de la chambre anodique.Furthermore, the elementary module may include a reservoir having an interior volume for containing the fuel, the anode chamber being in fluid communication with the interior volume of the reservoir by means of the fuel carrier support. Thus, the tank defines a fuel reserve allowing the fuel supply to the anode chamber.

De préférence, le support transporteur de combustible définit une paroi du réservoir. Dans un mode de réalisation, le réservoir et le support transporteur de combustible peuvent former un bloc monolithique.Preferably, the fuel transport support defines a wall of the tank. In one embodiment, the tank and the fuel carrier can form a monolithic block.

De préférence, le réservoir comporte un orifice de remplissage conformé pour être relié, par exemple au moyen d’un conduit, à une pompe d’alimentation en combustible ou à une cartouche de génération de combustible, par exemple à une cartouche de génération de dihydrogène par hydrolyse d’hydrures. De préférence, dans la configuration du module élémentaire où l’orifice de remplissage est hermétiquement fermé, l’ensemble formé par le volume intérieur du réservoir et le volume de la chambre anodique est hermétiquement clos et étanche au combustible.Preferably, the tank has a filling opening shaped to be connected, for example by means of a conduit, to a fuel supply pump or to a fuel generation cartridge, for example to a dihydrogen generation cartridge by hydrolysis of hydrides. Preferably, in the configuration of the elementary module where the filling orifice is hermetically closed, the assembly formed by the interior volume of the tank and the volume of the anode chamber is hermetically closed and fuel-tight.

Pour leur part, dans un mode de réalisation, le support transporteur d’oxydant et l’unité d’oxydation peuvent être à la fois fixés l’un à l’autre par collage et isolés électriquement l’un de de l’autre au moyen d’un pont de fixation cathodique contenant un adhésif électriquement isolant. L’adhésif électriquement isolant du pont de fixation cathodique peut être identique ou différent de l’adhésif électriquement isolant du pont d’étanchéité anodique.For their part, in one embodiment, the oxidant carrier and the oxidation unit can be both fixed to each other by gluing and electrically isolated from each other at by means of a cathode fixing bridge containing an electrically insulating adhesive. The electrically insulating adhesive of the cathode fastening bridge may be the same or different from the electrically insulating adhesive of the anodic sealing bridge.

Ainsi, les pont de fixation cathodique et/ou pont conducteur cathodique assurent au moins partiellement, de préférence intégralement la résistance mécanique de la liaison entre le support transporteur et d’oxydant et l’unité d’électrolyse.Thus, the cathode fastening bridge and / or cathode conductive bridge provide at least partially, preferably entirely, the mechanical resistance of the connection between the carrier and oxidant support and the electrolysis unit.

Par ailleurs, de préférence, le pont de fixation cathodique peut définir une paroi transversale de la chambre cathodique, qui peut être fermée sur elle-même de sorte à définir un joint d’étanchéité à l’oxydant, ou au contraire présenter des ouvertures, de sorte à faciliter l’écoulement de l’oxydant hors de ou vers la chambre cathodique.Furthermore, preferably, the cathode fixing bridge can define a transverse wall of the cathode chamber, which can be closed on itself so as to define a seal with the oxidant, or on the contrary have openings, so as to facilitate the flow of the oxidant out of or towards the cathode chamber.

Par ailleurs, le module élémentaire peut comporter une pluralité d’unités d’électrolyse partageant la même membrane électrolytique et étant de préférence disposées selon un agencement planaire. En variante, il peut comporter une unique unité d’électrolyse.Furthermore, the elementary module may include a plurality of electrolysis units sharing the same electrolytic membrane and preferably being arranged in a planar arrangement. Alternatively, it may include a single electrolysis unit.

Le module élémentaire peut aussi comporter une couche de diffusion de gaz, de préférence disposée sur une face du support transporteur d’oxydant opposée à la face en regard de la chambre anodique, et recouverte d’une grille poreuse. La couche de diffusion de gaz et la grille participent au maintien d’un niveau d’humidité adapté à la génération d’électricité. La couche de diffusion du gaz peut être électriquement isolante ou au contraire électriquement conductrice. Elle peut être hydrophile ou au contraire hydrophobe. La grille poreuse peut être métallique, et optionnellement recouverte d’un matériau électriquement isolant, ou en matière plastique.The elementary module can also include a gas diffusion layer, preferably disposed on one side of the oxidant carrier support opposite the opposite face of the anode chamber, and covered with a porous grid. The gas diffusion layer and the grid help maintain a humidity level suitable for generating electricity. The gas diffusion layer can be electrically insulating or, on the contrary, electrically conductive. It can be hydrophilic or, on the contrary, hydrophobic. The porous grid can be metallic, and optionally covered with an electrically insulating material, or plastic.

Le module élémentaire peut être configuré pour générer une puissance électrique comprise entre 1 W et 500 W.The elementary module can be configured to generate an electrical power between 1 W and 500 W.

La masse du module élémentaire peut être comprise entre 1 g et 1000 g.The mass of the elementary module can be between 1 g and 1000 g.

Pour ce qui concerne la pile à combustible, de préférence chaque module élémentaire de la pluralité de modules s’étend selon un plan longitudinal oblique, de préférence perpendiculaire à la direction d’empilement.As regards the fuel cell, preferably each elementary module of the plurality of modules extends along an oblique longitudinal plane, preferably perpendicular to the stacking direction.

Les modules élémentaires de la pile peuvent être électriquement connectés entre eux en série ou en parallèle.The elementary modules of the stack can be electrically connected to each other in series or in parallel.

De préférence, la pile à combustible est exempte de moyens de compression de la pluralité de modules élémentaires. En particulier, la pile à combustible peut être exempte de plaques terminales disposées aux extrémités opposées de l’empilement et notamment reliées par au moins un organe de compression.Preferably, the fuel cell is free from means for compressing the plurality of elementary modules. In particular, the fuel cell can be free of end plates arranged at opposite ends of the stack and in particular connected by at least one compression member.

Par exemple, la pile peut comporter un châssis sous forme d’une étagère comportant une pluralité de casiers disposés les uns à la suite des autres selon la direction d’empilement, chaque casier s’étendant selon un plan transverse à la direction d’empilement. De préférence, au moins un, voire de préférence plusieurs casiers sont configurés pour loger chacun au moins un module élémentaire. En particulier, au moins deux modules consécutifs de l’empilement peuvent être séparés l’un de l’autre. De cette façon, les modules élémentaires de l’empilement ne reposent pas les uns sur les autres, le poids de chaque module élémentaire étant supporté par le châssis. Le remplacement d’un module élémentaire défectueux est ainsi facilité.For example, the stack may comprise a frame in the form of a shelf comprising a plurality of compartments arranged one after the other in the stacking direction, each compartment extending in a plane transverse to the stacking direction . Preferably, at least one, or even preferably several compartments are configured to each house at least one elementary module. In particular, at least two consecutive modules of the stack can be separated from one another. In this way, the elementary modules of the stack do not rest on each other, the weight of each elementary module being supported by the chassis. The replacement of a defective elementary module is thus facilitated.

Dans un mode de réalisation, les modules élémentaires peuvent être espacés les uns des autres selon la direction d’empilement, de manière régulière, notamment périodique.In one embodiment, the elementary modules can be spaced from each other in the stacking direction, regularly, in particular periodically.

Par ailleurs, d’une façon préférée, au moins deux modules consécutifs de l’empilement sont disposés tête-bêche selon la direction d’empilement. Comme cela sera détaillé par la suite, cette disposition permet de limiter le nombre d’organes nécessaires pour alimenter l’empilement de modules élémentaires en combustible et/ou en oxydant.Furthermore, in a preferred manner, at least two consecutive modules of the stack are arranged head to tail in the direction of stacking. As will be detailed later, this arrangement makes it possible to limit the number of members necessary to supply the stack of elementary modules with fuel and / or oxidant.

Par ailleurs, la pile peut comporter au moins un moyen pour générer le flux d’alimentation en oxydant, et optionnellement un moyen pour générer le moyen d’alimentation en combustible, de manière à assurer la génération d’énergie électrique par le au moins un module élémentaire. Elle peut aussi comporter au moins un moyen, par exemple un ventilateur, pour générer un flux de refroidissement, de manière à récupérer par échange convectif la chaleur générée par le au moins un module élémentaire lors de la réaction d’oxydation du combustible.Furthermore, the cell may include at least one means for generating the oxidant supply stream, and optionally a means for generating the fuel supply means, so as to ensure the generation of electrical energy by the at least one elementary module. It can also include at least one means, for example a fan, for generating a cooling flow, so as to recover by convective exchange the heat generated by the at least one elementary module during the oxidation reaction of the fuel.

De préférence, la pile est conformée pour définir au moins un canal d’alimentation cathodique configuré pour transporter le flux d’alimentation cathodique contenant l’oxydant jusqu’à au moins un module élémentaire, et/ou au moins un canal de refroidissement configuré pour transporter un flux de refroidissement comportant un fluide caloporteur, de préférence de l’air, de manière à échanger de la chaleur par convection avec le au moins un module élémentaire.Preferably, the stack is shaped to define at least one cathode feed channel configured to transport the cathode feed stream containing the oxidant to at least one elementary module, and / or at least one cooling channel configured for transport a cooling flow comprising a heat transfer fluid, preferably air, so as to exchange heat by convection with the at least one elementary module.

En particulier, le canal d’alimentation cathodique et/ou le canal de refroidissement peuvent présenter une forme tubulaire, s’étendant selon une direction contenue dans un plan parallèle aux plans longitudinaux selon lesquels s’étendent les modules élémentaires entre lesquels est disposé le canal d’alimentation cathodique et/ou le canal de refroidissement respectivement. De préférence le canal d’alimentation cathodique est défini par deux faces latérales, de préférence parallèles à la direction d’empilement, opposées de la pile et par les faces latérales en regard des modules élémentaires entre lesquels ledit canal est disposé. La perte de charge liée à la forme tubulaire du canal d’alimentation cathodique et/ou du canal de refroidissement est faible et la pile à combustible peut être exempte de moyen pour générer le flux d’alimentation cathodique et/ou le flux de refroidissement respectivement.In particular, the cathode feed channel and / or the cooling channel may have a tubular shape, extending in a direction contained in a plane parallel to the longitudinal planes along which extend the elementary modules between which the channel is disposed. cathode supply and / or the cooling channel respectively. Preferably the cathode feed channel is defined by two lateral faces, preferably parallel to the stacking direction, opposite the stack and by the lateral faces opposite the elementary modules between which said channel is disposed. The pressure drop linked to the tubular shape of the cathode feed channel and / or the cooling channel is low and the fuel cell can be devoid of means for generating the cathode feed flow and / or the cooling flow respectively. .

En variante, le canal d’alimentation cathodique et/ou le canal de refroidissement peuvent présenter une forme comportant une pluralité de portions de tube reliées par des portions coudées. Les portions de tube peuvent par exemple effectuer des allers et retours entre les faces latérales opposées de la pile. De telles formes coudées favorisent notamment l’échange de chaleur dans le canal de refroidissement. En variante, le canal d’alimentation cathodique et/ou le canal de refroidissement peuvent être formés chacun d’une pluralité de serpentins s’étendant entre les ouvertures d’entrée et de sortie dudit canal d’alimentation cathodique et/ou dudit canal de refroidissement respectivement, les serpentins étant parallèles les uns aux autres. Dans une autre variante, le canal d’alimentation cathodique est formé d’une pluralité de tubes, deux tubes voisins partageant une paroi commune. En particulier, les tubes de la pluralité peuvent être parallèles les uns aux autres et être disposés entre les faces en regard de deux modules élémentaires consécutifs. De telles formes de canal d’alimentation cathodique et/ou de canal de refroidissement favorisent l’alimentation en oxydant et/ou l’échange thermique respectivement. De préférence, pour compenser la perte de charge liées à la présence de multiples parois internes et/ou de coudes dans le canal d’alimentation cathodique et/ou dans le canal de refroidissement, la pile à combustible peut comporter un générateur de flux d’alimentation cathodique et/ou un générateur de flux de refroidissement respectivement, de préférence comportant un compresseur.Alternatively, the cathode feed channel and / or the cooling channel may have a shape comprising a plurality of tube portions connected by bent portions. The tube portions can, for example, go back and forth between the opposite lateral faces of the stack. Such bent shapes favor in particular the exchange of heat in the cooling channel. Alternatively, the cathode feed channel and / or the cooling channel may each be formed of a plurality of coils extending between the inlet and outlet openings of said cathode feed channel and / or said channel. cooling respectively, the coils being parallel to each other. In another variant, the cathode feed channel is formed of a plurality of tubes, two neighboring tubes sharing a common wall. In particular, the tubes of the plurality may be parallel to each other and be arranged between the facing faces of two consecutive elementary modules. Such cathode feed channel and / or cooling channel forms favor the supply of oxidant and / or heat exchange respectively. Preferably, to compensate for the pressure drop linked to the presence of multiple internal walls and / or elbows in the cathode feed channel and / or in the cooling channel, the fuel cell may include a flow generator. cathode feed and / or a cooling flow generator respectively, preferably comprising a compressor.

En particulier, le générateur de flux de refroidissement et/ou le générateur de flux d’alimentation cathodique peuvent être choisis parmi un ventilateur, notamment axial ou radial, une turbine et un compresseur.In particular, the cooling flow generator and / or the cathodic feed flow generator can be chosen from a fan, in particular an axial or radial fan, a turbine and a compressor.

Dans la variante préférée ou l’oxydant est du dioxygène, le flux d’alimentation cathodique est de préférence un flux d’air. En particulier, le générateur de flux de refroidissement et/ou le générateur de flux d’alimentation cathodique peuvent fonctionner en extraction ou en soufflerie d’air, en régime continu ou en mode de modulation de largeur d’impulsion (ou « PWM » pour l’acronyme anglais de Puise Width Modulation).In the preferred variant where the oxidant is dioxygen, the cathodic feed stream is preferably an air stream. In particular, the cooling flow generator and / or the cathodic feed flow generator can operate in extraction or in an air blower, in continuous mode or in pulse width modulation mode (or "PWM" for the acronym for Puise Width Modulation).

Par ailleurs, la pile peut comporter un unique ou plusieurs générateur de flux de refroidissement et/ou un unique ou plusieurs générateurs de flux d’alimentation cathodique. Par exemple, la pile à combustible peut comporter une pluralité de générateurs de flux de refroidissement tel que chacun des générateurs de la pluralité alimente un unique couple formé de deux modules élémentaires.Furthermore, the stack may comprise a single or more generators of cooling flow and / or a single or more generators of cathodic feed stream. For example, the fuel cell can comprise a plurality of cooling flow generators such that each of the generators of the plurality supplies a single pair formed by two elementary modules.

De préférence, le au moins un module élémentaire est disposé entre le canal d’alimentation cathodique et le canal de refroidissement. De préférence, le canal d’alimentation cathodique s’étend selon une direction d’extension oblique, de préférence orthogonale, à la direction d’extension selon laquelle s’étend le canal de refroidissement. De préférence, les plans selon lesquels s’étendent généralement le canal d’alimentation cathodique et le canal de refroidissement sont distincts et parallèles, et de préférence perpendiculaires à la direction d’empilement.Preferably, the at least one elementary module is disposed between the cathode feed channel and the cooling channel. Preferably, the cathode feed channel extends in an oblique extension direction, preferably orthogonal, to the extension direction in which the cooling channel extends. Preferably, the planes along which the cathode feed channel and the cooling channel generally extend are distinct and parallel, and preferably perpendicular to the stacking direction.

De préférence, le canal d’alimentation cathodique présente au moins une ouverture d’entrée, respectivement au moins une ouverture de sortie, pour l’écoulement en entrée, respectivement en sortie de pile du flux d’alimentation cathodique, et le canal de refroidissement présente au moins une ouverture d’entrée, respectivement au moins une ouverture de sortie, pour l’écoulement en entrée, respectivement en sortie de pile du flux de refroidissement, les ouvertures d’entrée et ouvertures de sortie desdits canaux d’alimentation cathodique et canaux de refroidissement étant conformées pour que les flux d’alimentation cathodique en entrée et sortie de pile s’écoulent selon au moins une direction oblique, de préférence perpendiculaire, à la au moins une direction d’écoulement des flux de refroidissement en entrée et sortie de pile.Preferably, the cathode feed channel has at least one inlet opening, respectively at least one outlet opening, for the inlet flow, respectively at the stack outlet of the cathode feed stream, and the cooling channel. has at least one inlet opening, respectively at least one outlet opening, for the inlet flow, respectively at the stack outlet of the cooling flow, the inlet openings and outlet openings of said cathode feed channels and cooling channels being shaped so that the cathode feed streams at the inlet and outlet of the stack flow in at least one oblique direction, preferably perpendicular, to the at least one direction of flow of the cooling streams at the inlet and outlet stack.

De préférence, les ouvertures d’entrée et ouvertures de sortie desdits canaux d’alimentation cathodique et de refroidissement sont conformées pour que la ou les directions d’écoulement des flux d’alimentation cathodique en entrée et sortie de pile et la ou les directions d’écoulement des flux de refroidissement soient contenues dans des plans distincts et parallèles, et de préférence perpendiculaires à la direction d’empilement.Preferably, the inlet openings and outlet openings of said cathode feed and cooling channels are shaped so that the direction or directions of flow of the cathode feed streams at the inlet and outlet of the stack and the direction or directions d 'flow of cooling flows are contained in separate and parallel planes, and preferably perpendicular to the stacking direction.

Par l’une quelconque des caractéristiques décrites dans les trois paragraphes immédiatement précédents, on limite ainsi les risques d’interaction entre le flux d’alimentation cathodique et le flux de refroidissement, qui peut avoir un impact négatif sur le rendement énergétique de la pile.By any of the characteristics described in the three immediately preceding paragraphs, the risks of interaction between the cathodic supply flow and the cooling flow are thus limited, which can have a negative impact on the energy efficiency of the cell.

Les ouvertures d’entrée et ouvertures de sortie desdits canaux d’alimentation cathodique et de refroidissement peuvent présenter des formes variées. Par exemple, elles présentent un contour circulaire, ou rectangulaire, ou carré, ou ovale.The inlet and outlet openings of said cathode supply and cooling channels can have various shapes. For example, they have a circular, or rectangular, or square, or oval outline.

Par ailleurs, le canal de refroidissement et/ou le canal d’alimentation cathodique peuvent présenter plusieurs ouvertures d’entrée et/ou plusieurs ouvertures de sortie.Furthermore, the cooling channel and / or the cathode feed channel can have several inlet openings and / or several outlet openings.

La forme et/ou les dimensions de l’ouverture d’entrée du canal de refroidissement peuvent être identiques ou différentes de la forme et/ou des dimensions de l’ouverture de sortie du canal de refroidissement. La forme et/ou les dimensions de l’ouverture d’entrée du canal d’alimentation cathodique peuvent être identiques ou différentes de la forme et/ou des dimensions de l’ouverture de sortie du canal d’alimentation cathodique.The shape and / or dimensions of the inlet opening of the cooling channel can be identical or different from the shape and / or dimensions of the outlet opening of the cooling channel. The shape and / or dimensions of the inlet opening of the cathode feed channel can be identical or different from the shape and / or dimensions of the outlet opening of the cathode feed channel.

La forme et/ou les dimensions des ouvertures d’entrée et de sortie du canal de refroidissement peuvent être identiques ou différentes de la forme et/ou des dimensions des ouvertures d’entrée et de sortie du canal d’alimentation cathodique.The shape and / or dimensions of the inlet and outlet openings of the cooling channel can be identical or different from the shape and / or dimensions of the inlet and outlet openings of the cathode feed channel.

Par ailleurs, le canal d’alimentation cathodique peut être disposé entre les blocs cathodiques respectifs d’au moins deux modules élémentaires consécutifs de la pluralité de modules élémentaires selon la direction d’empilement, et être conformé pour transporter le flux d’alimentation cathodique vers le support transporteur d’oxydant de chacun desdits deux modules élémentaires respectifs, et/ou le canal de refroidissement peut être disposé entre au moins deux modules élémentaires consécutifs de la pluralité de modules élémentaires selon la direction d’empilement et est conformé pour transporter le flux de refroidissement de sorte à échanger de la chaleur par convection avec lesdits deux modules élémentaires. Ainsi, un canal d’alimentation cathodique peut alimenter plusieurs modules élémentaires et/ou un canal de refroidissement peut échanger de la chaleur avec plusieurs modules élémentaires. On limite ainsi la masse des moyens d’alimentation en oxydant et des moyens de refroidissement de la pile à combustible.Furthermore, the cathode feed channel can be arranged between the respective cathode blocks of at least two consecutive elementary modules of the plurality of elementary modules in the stacking direction, and be shaped to transport the cathode feed flow to the oxidant transport support of each of said two respective elementary modules, and / or the cooling channel can be arranged between at least two consecutive elementary modules of the plurality of elementary modules in the stacking direction and is shaped to transport the flow cooling so as to exchange heat by convection with said two elementary modules. Thus, a cathode feed channel can supply several elementary modules and / or a cooling channel can exchange heat with several elementary modules. This limits the mass of the oxidant supply means and the fuel cell cooling means.

Par ailleurs, la pile à combustible comporte de préférence :Furthermore, the fuel cell preferably comprises:

- une pluralité de canaux d’alimentation cathodique, chaque canal d’alimentation cathodique étant conformé pour alimenter en flux d’alimentation cathodique au moins un module élémentaire,a plurality of cathode feed channels, each cathode feed channel being shaped to feed cathode feed streams to at least one elementary module,

- une sonde d’alimentation cathodique disposée dans un canal de la pluralité de canaux d’alimentation cathodique et configurée pour mesurer au moins une propriété d’alimentation cathodique choisie parmi l’humidité, la température et la pression,- a cathode feed probe arranged in a channel of the plurality of cathode feed channels and configured to measure at least one cathode feed property chosen from humidity, temperature and pressure,

- un générateur de flux d’alimentation cathodique configuré pour générer le flux d’alimentation cathodique à transporter dans ledit canal ou dans un autre canal de la pluralité de canaux d’alimentation cathodique, et- a cathode feed stream generator configured to generate the cathode feed stream to be transported in said channel or in another channel of the plurality of cathode feed channels, and

- une unité de commande dudit générateur de flux d’alimentation cathodique configurée pour régler, en fonction de la mesure de la propriété d’alimentation cathodique, au moins un paramètre dudit flux d’alimentation cathodique à transporter dans ledit canal et/ou ledit flux d’alimentation cathodique à transporter dans l’autre canal.- a control unit of said cathode feed stream generator configured to adjust, as a function of the measurement of the cathode feed property, at least one parameter of said cathode feed stream to be transported in said channel and / or said flow cathode feed to be transported in the other channel.

Le au moins un paramètre dudit flux d’alimentation cathodique peut être choisi parmi la température, la pression, le débit, la vitesse du flux d’alimentation cathodique en sortie de générateur de flux d’alimentation cathodique, et leurs combinaisons.The at least one parameter of said cathode feed stream can be chosen from the temperature, the pressure, the flow rate, the speed of the cathode feed stream at the output of the cathode feed stream generator, and their combinations.

De préférence, la pile à combustible comporte :Preferably, the fuel cell comprises:

- une pluralité de canaux de refroidissement, chaque canal de refroidissement étant conformé pour transporter un flux de refroidissement de manière à échanger de la chaleur par convection avec au moins un module élémentaire,a plurality of cooling channels, each cooling channel being shaped to transport a cooling flow so as to exchange heat by convection with at least one elementary module,

- une sonde de refroidissement disposée dans un canal de la pluralité de canaux de refroidissement et configurée pour mesurer au moins une propriété de refroidissement choisie parmi l’humidité, la température et la pression,- a cooling probe arranged in a channel of the plurality of cooling channels and configured to measure at least one cooling property chosen from humidity, temperature and pressure,

- un générateur de flux de refroidissement configuré pour générer le flux de refroidissement à transporter dans ledit canal ou dans un autre canal de la pluralité de refroidissement, eta cooling flow generator configured to generate the cooling flow to be transported in said channel or in another channel of the plurality of cooling, and

- une unité de commande dudit générateur de flux de refroidissement configurée pour régler, en fonction de la mesure de la propriété de refroidissement, au moins un paramètre dudit flux de refroidissement à transporter dans ledit canal et/ou ledit flux de refroidissement à transporter dans l’autre canal.a control unit of said cooling flow generator configured to adjust, as a function of the measurement of the cooling property, at least one parameter of said cooling flow to be transported in said channel and / or said cooling flow to be transported in l other channel.

De cette façon, on régule par exemple la température des unités d’oxydation de chaque module élémentaire au moyen d’un nombre limité de capteurs, en particulier au moyen d’un unique capteur.In this way, for example, the temperature of the oxidation units of each elementary module is regulated by means of a limited number of sensors, in particular by means of a single sensor.

Le au moins un paramètre dudit flux de refroidissement peut être choisi parmi la température, la pression, le débit, la vitesse du flux de refroidissement en sortie du générateur de flux de refroidissement, et leurs combinaisons.The at least one parameter of said cooling flow can be chosen from the temperature, the pressure, the flow rate, the speed of the cooling flow leaving the cooling flow generator, and their combinations.

Par ailleurs, la pile à combustible peut comporter un capteur disposé dans un module élémentaire en communication fluidique avec le canal d’alimentation cathodique dans lequel est disposée la sonde d’alimentation cathodique et/ou apte à échanger de chaleur par convection avec un flux de refroidissement s’écoulant dans le canal de refroidissement dans lequel est disposé la sonde de refroidissement, ledit capteur étant configuré pour mesurer une résistance électrique choisie parmi une résistance interne la pile, la résistance de polarisation de la pile, ou la résistance totale de la pile. De préférence, l’unité de commande dudit générateur de flux d’alimentation cathodique est configurée pour régler en fonction de la mesure de la propriété d’alimentation cathodique et de la mesure de la résistance électrique, au moins un paramètre dudit flux d’alimentation cathodique à transporter dans ledit canal et/ou ledit flux d’alimentation cathodique à transporter dans l’autre canal, et/ou l’unité de commande dudit générateur de flux de refroidissement est configurée pour régler en fonction de la mesure de la propriété de refroidissement et de la mesure de la résistance électrique, au moins un paramètre dudit flux de refroidissement à transporter dans ledit canal de refroidissement et/ou ledit flux de refroidissement à transporter dans l’autre canal de refroidissement.Furthermore, the fuel cell may include a sensor disposed in an elementary module in fluid communication with the cathode feed channel in which is disposed the cathode feed probe and / or able to exchange heat by convection with a flow of cooling flowing in the cooling channel in which the cooling probe is disposed, said sensor being configured to measure an electrical resistance chosen from an internal resistance of the battery, the polarization resistance of the battery, or the total resistance of the battery . Preferably, the control unit of said cathode feed stream generator is configured to adjust according to the measurement of the cathode feed property and the measurement of the electrical resistance, at least one parameter of said feed stream cathode to be transported in said channel and / or said cathode feed stream to be transported in the other channel, and / or the control unit of said cooling flow generator is configured to adjust according to the measure of the property of cooling and measuring the electrical resistance, at least one parameter of said cooling flow to be transported in said cooling channel and / or said cooling flow to be transported in the other cooling channel.

Dans un mode de réalisation, la pile à combustible comporte au moins un diaphragme et/ou au moins un volet configuré pour limiter le débit en entrée du canal d’alimentation cathodique et/ou du canal de refroidissement. Par exemple, dans une variante où la pile à combustible est disposée dans un objet volant, les mouvements d’air lors d’un vol de l’objet volant peuvent provoquer la formation de flux parasites pouvant modifier le comportement de la pile. Dans un tel mode de réalisation, un moyen de génération des flux d’alimentation cathodique et/ou de refroidissement peut être le déplacement de l’objet volant. De préférence, tous les volets et/ou diaphragmes sont commandés par un unique module de commande des volets et/ou diaphragmes configuré pour disposer les volets et/ou diaphragme dans une même configuration ouverte ou fermée. Les volets et/ou diaphragmes peuvent être disposés tous en regard d’une face latérale de la pile. En particulier, les volets et/ou diaphragmes disposés en regard des ouvertures des canaux de refroidissement peuvent être disposés en regard de la même face que les volets et/ou diaphragmes disposés en regard des ouvertures des canaux d’alimentation cathodique. Dans une variante, des volets et/ou diaphragmes peuvent être disposés sur d’autres faces latérales, et notamment sur une face opposée.In one embodiment, the fuel cell comprises at least one diaphragm and / or at least one flap configured to limit the flow rate at the inlet of the cathode feed channel and / or the cooling channel. For example, in a variant where the fuel cell is placed in a flying object, the movements of air during the flight of the flying object can cause the formation of parasitic fluxes which can modify the behavior of the cell. In such an embodiment, a means of generating cathodic supply and / or cooling flows can be the displacement of the flying object. Preferably, all the shutters and / or diaphragms are controlled by a single shutter and / or diaphragm control module configured to arrange the shutters and / or diaphragm in the same open or closed configuration. The flaps and / or diaphragms can all be arranged facing a side face of the stack. In particular, the flaps and / or diaphragms arranged opposite the openings of the cooling channels can be arranged opposite the same face as the flaps and / or diaphragms arranged opposite the openings of the cathode feed channels. In a variant, flaps and / or diaphragms can be arranged on other lateral faces, and in particular on an opposite face.

En ce qui concerne ses dimensions, la pile peut présenter une hauteur comprise entre 20 mm et 600 mm et/ou une largeur comprise entre 20 mm et 600 mm, et/ou une profondeur comprise entre 20 mm et 600 mm.As regards its dimensions, the stack may have a height between 20 mm and 600 mm and / or a width between 20 mm and 600 mm, and / or a depth between 20 mm and 600 mm.

Enfin, la masse de la pile à combustible peut être comprise entre 0,01 kg et 10 kg. La pile à combustible est configurée pour générer une puissance électrique comprise entre 1 W et 50kW.Finally, the mass of the fuel cell can be between 0.01 kg and 10 kg. The fuel cell is configured to generate an electrical power between 1 W and 50 kW.

De préférence, la pile présente une densité massique de puissance comprise entre 100 W.kg’1 et 5000 W.kg’1.Preferably, the battery has a power density density of between 100 W.kg ' 1 and 5000 W.kg' 1 .

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui va suivre et du dessin annexé dans lequel :Other characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the detailed description which follows and the attached drawing in which:

- les figures 1 à 5 représentent schématiquement, en vue selon une coupe transversale, différentes variantes de réalisation d’un module élémentaire selon l’invention,FIGS. 1 to 5 schematically represent, in a cross-section view, different alternative embodiments of an elementary module according to the invention,

- la figure 6 représente schématiquement une pile à combustible comportant une pluralité de modules élémentaires selon l’invention, vue en coupe selon la direction d’empilement des modules élémentaires,FIG. 6 schematically represents a fuel cell comprising a plurality of elementary modules according to the invention, seen in section along the stacking direction of the elementary modules,

- les figures 7 à 9 représentent schématiquement en perspective des variantes de piles à combustible selon l’invention, etFIGS. 7 to 9 schematically represent in perspective variants of fuel cells according to the invention, and

- la figure 10 est une photographie d’une pile selon un mode de réalisation de l’invention.- Figure 10 is a photograph of a battery according to an embodiment of the invention.

Dans les différentes figures, des références identiques sont utilisées pour désigner des organes identiques ou analogues.In the various figures, identical references are used to designate identical or analogous members.

Le module élémentaire 5 de la figure 1 s’étend selon un plan P longitudinal comportant une direction longitudinale X. Il comporte une unité d’oxydation 10 formée d’un empilement constitué en succession d’une anode 15, d’une membrane électrolytique 20 et d’une cathode 25, toutes trois se présentant chacune sous la forme d’une plaque s’étendant selon un plan parallèle au plan longitudinal. L’unité d’électrolyse est disposée entre un support transporteur d’oxydant 30 et un support transporteur de combustible 35, se présentant chacun sous la forme d’une plaque poreuse s’étendant selon un plan parallèle au plan longitudinal du module élémentaire.The elementary module 5 of FIG. 1 extends along a longitudinal plane P comprising a longitudinal direction X. It comprises an oxidation unit 10 formed of a stack consisting in succession of an anode 15, of an electrolytic membrane 20 and a cathode 25, all three in the form of a plate extending along a plane parallel to the longitudinal plane. The electrolysis unit is arranged between an oxidant carrier 30 and a fuel carrier 35, each in the form of a porous plate extending in a plane parallel to the longitudinal plane of the elementary module.

Un collecteur d’électrons cathodiques 40, sous la forme d’une bande faisant saillie selon une direction transversale T au plan longitudinal, est fixé sur le support transporteur d’oxydant, définissant ainsi avec le support transporteur d’oxydant un bloc cathodique 45. Il est fixé à la cathode au moyen d’un pont conducteur cathodique 50 formé d’un adhésif électriquement conducteur. Le pont conducteur cathodique s’étend selon la direction transversale entre deux faces opposées 55 et 60, l’une 55 d’entre elles étant au contact du collecteur d’électrons cathodiques, l’autre 60 étant au contact de la cathode. Ainsi, l’unité d’oxydation et le bloc cathodique sont fixés l’un à l’autre par collage et reliés électriquement.A cathode electron collector 40, in the form of a strip projecting in a transverse direction T in the longitudinal plane, is fixed on the oxidant transport support, thus defining with the oxidant transport support a cathode block 45. It is fixed to the cathode by means of a cathode conductive bridge 50 formed of an electrically conductive adhesive. The cathode conductive bridge extends in the transverse direction between two opposite faces 55 and 60, one 55 of them being in contact with the cathode electron collector, the other 60 being in contact with the cathode. Thus, the oxidation unit and the cathode block are fixed to each other by gluing and electrically connected.

Par ailleurs, le support transporteur d’oxydant, le collecteur cathodique d’électrons, le pont conducteur cathodique et la cathode définissent une chambre cathodique 65. Ainsi, en fonctionnement, le flux d’alimentation cathodique, par exemple généré par un ventilateur et transporté dans un canal d’alimentation cathodique, comme cela sera décrit par la suite, traverse le support transporteur d’oxydant, poreux, comme indiqué par la flèche O pour pénétrer dans la chambre cathodique et entrer en contact avec la cathode de manière à assurer la réaction d’oxydation du combustible. Les électrons cathodiques résultant de la réaction d’oxydation formés sur la cathode peuvent être collectés puis, comme indiqué par la flèche Ec, peuvent alors être transférés par l’intermédiaire du pont collecteur cathodique vers le collecteur d’électrons cathodiques.Furthermore, the oxidant carrier, the cathode electron collector, the cathode conductive bridge and the cathode define a cathode chamber 65. Thus, in operation, the cathode feed stream, for example generated by a fan and transported in a cathode feed channel, as will be described below, passes through the porous oxidizing carrier, as indicated by the arrow O to enter the cathode chamber and come into contact with the cathode so as to ensure the fuel oxidation reaction. The cathode electrons resulting from the oxidation reaction formed on the cathode can be collected and then, as indicated by the arrow Ec, can then be transferred via the cathode collector bridge to the cathode electron collector.

Un collecteur d’électrons anodiques 70, se présentant sous la forme d’une bande faisant saillie selon la direction transversale, est fixé sur le support transporteur de combustible 35, définissant ainsi avec le support transporteur de combustible un bloc anodique 75. Le collecteur d’électrons anodiques est fixé à l’anode au moyen d’un pont conducteur anodique 80 formé d’un adhésif électriquement conducteur. Le pont conducteur anodique s’étend selon la direction transversale entre deux faces opposées 85 et 90, l’une 90 d’entre elles étant au contact du collecteur d’électrons anodiques, l’autre 85 étant au contact de l’anode. Ainsi, l’unité d’oxydation et le bloc anodique sont fixés l’un à l’autre par collage. En outre, les électrons anodiques résultant de la réaction d’oxydation du combustible, formés sur l’anode peuvent être collectés puis, comme indiqué par la flèche Ea, peuvent alors être transférés par l’intermédiaire du pont conducteur anodique vers le collecteur d’électrons anodiques.An anode electron collector 70, in the form of a strip projecting in the transverse direction, is fixed on the fuel carrier 35, thus defining with the fuel carrier an anode block 75. The collector d The anode electrons is attached to the anode by means of an anode conductive bridge 80 formed of an electrically conductive adhesive. The anode conductive bridge extends in the transverse direction between two opposite faces 85 and 90, one of them being in contact with the anode electron collector, the other 85 being in contact with the anode. Thus, the oxidation unit and the anode block are fixed to each other by gluing. In addition, the anode electrons resulting from the fuel oxidation reaction, formed on the anode can be collected and then, as indicated by the arrow Ea, can then be transferred via the anode conductive bridge to the collector. anodic electrons.

De cette façon, les fixations par collage des blocs anodique et cathodique au moyen des ponts conducteurs anodique et cathodique respectifs sur l’unité d’oxydation assurent la tenue mécanique du module élémentaire, sans nécessiter la mise en place de moyens de compression permanente à cet effet.In this way, the fastenings by bonding of the anode and cathode blocks by means of the respective anode and cathode conductive bridges on the oxidation unit ensure the mechanical strength of the elementary module, without requiring the installation of permanent compression means to this effect.

Par ailleurs, un pont d’étanchéité anodique 100, formé d’un joint en adhésif électriquement isolant et étanche au combustible, est pris en sandwich entre le bloc anodique et le support transporteur de combustible et les maintient à distance l’un de l’autre, définissant une chambre anodique 105 s’étendant selon un plan parallèle au plan longitudinal. Le pont d’étanchéité anodique forme un joint d’étanchéité s’étendant entre les faces en regard de l’anode et du support transporteur de combustible, selon une direction transversale au plan longitudinal. Le pont d’étanchéité anodique ceinture ladite chambre anodique dans un plan parallèle au plan longitudinal. Outre sa fonction d’étanchéité décrite ci-après, il renforce la résistance mécanique du module élémentaire, en ajoutant une fixation supplémentaire entre le bloc anodique et l’unité d’oxydation. En fonctionnement, la fixation de l’unité d’oxydation au moyen du pont d’étanchéité anodique et du pont conducteur anodique permet au module élémentaire de résister à la pression de combustible dans la chambre anodique, supérieure à la pression atmosphérique.Furthermore, an anodic sealing bridge 100, formed of an electrically insulating and fuel-tight adhesive gasket, is sandwiched between the anodic block and the fuel carrier and keeps them at a distance from one another. another, defining an anode chamber 105 extending along a plane parallel to the longitudinal plane. The anode seal bridge forms a seal extending between the facing faces of the anode and of the fuel carrier, in a direction transverse to the longitudinal plane. The anodic sealing bridge surrounds said anodic chamber in a plane parallel to the longitudinal plane. In addition to its sealing function described below, it strengthens the mechanical resistance of the elementary module, by adding an additional fixing between the anode block and the oxidation unit. In operation, the fixing of the oxidation unit by means of the anodic sealing bridge and the anodic conductive bridge allows the elementary module to resist the fuel pressure in the anodic chamber, higher than atmospheric pressure.

Par ailleurs, le module élémentaire comporte un réservoir 108, définissant un volume intérieur 110, comportant un orifice 115 de remplissage pour alimenter le réservoir en combustible. Le support transporteur de combustible définit par ailleurs une paroi 118 séparant la chambre anodique du volume intérieur du réservoir.Furthermore, the elementary module comprises a tank 108, defining an interior volume 110, comprising a filling orifice 115 for supplying the tank with fuel. The fuel carrier also defines a wall 118 separating the anode chamber from the interior volume of the tank.

En fonctionnement, un compresseur peut injecter un flux de combustible dans le volume intérieur du réservoir par l’orifice de remplissage, dans lequel le combustible est ainsi stocké. Le flux d’alimentation anodique contenant le combustible traverse ensuite le support transporteur de combustible, qui est poreux et pénètre dans la chambre anodique où il s’écoule, selon une direction transversale à la direction longitudinale jusqu’à entrer en contact avec l’anode, comme indiqué selon la flèche C. Le pont d’étanchéité anodique limite l’écoulement du flux de combustible dans la chambre selon toute direction contenue dans le plan longitudinal, comme indiqué par les flèches Li et L2, et ainsi réduit les fuites de combustible hors de la chambre anodique.In operation, a compressor can inject a flow of fuel into the interior volume of the tank through the filling orifice, in which the fuel is thus stored. The anode feed stream containing the fuel then passes through the fuel carrier, which is porous and enters the anode chamber where it flows, in a direction transverse to the longitudinal direction until it comes into contact with the anode. , as indicated by arrow C. The anodic sealing bridge limits the flow of the fuel flow in the chamber in any direction contained in the longitudinal plane, as indicated by the arrows Li and L 2 , and thus reduces the leakage of fuel out of the anode chamber.

Le module élémentaire de la figure 2 se distingue du module élémentaire de la figure 1 en ce qu’une couche collectrice anodique 120 et une couche collectrice cathodique 125 sont disposées sur les faces 130 et 135 des anode et cathode respectivement, disposées en regard des chambres anodiques et cathodiques respectivement.The elementary module of FIG. 2 differs from the elementary module of FIG. 1 in that an anode collector layer 120 and a cathode collector layer 125 are arranged on the faces 130 and 135 of the anode and cathode respectively, arranged opposite the chambers anodic and cathodic respectively.

Les couches collectrices anodique et cathodique améliorent la collecte des électrons anodiques et cathodiques générés à distance des collecteurs d’électrons anodiques et cathodiques respectivement.The anodic and cathodic collector layers enhance the collection of anodic and cathodic electrons generated at a distance from the anodic and cathodic electron collectors respectively.

Afin que le combustible et l’oxydant puissent entrer en contact avec l’anode et la cathode respectivement, les couches collectrices d’électrons peuvent recouvrir partiellement lesdites faces des anode et cathode, et par exemple être étanches au combustible ou à l’oxydant respectivement. Dans cette variante, le combustible et l’oxydant peuvent entrer en contact avec l’anode et la cathode respectivement dans les zones desdites faces des anodes et cathodes non recouvertes par les couches collectrice et cathodique respectivement. Les couches collectrices anodique et cathodique peuvent aussi se présenter sous la forme d’un film poreux au combustible et à l’oxydant respectivement, et recouvrir par exemple intégralement lesdites faces des anode et cathode respectivement.So that the fuel and the oxidant can come into contact with the anode and the cathode respectively, the electron collecting layers can partially cover the said faces of the anode and cathode, and for example be sealed against the fuel or the oxidant respectively . In this variant, the fuel and the oxidant can come into contact with the anode and the cathode respectively in the areas of said faces of the anodes and cathodes not covered by the collector and cathode layers respectively. The anodic and cathodic collector layers can also be in the form of a porous film with fuel and oxidant respectively, and for example completely cover said faces of the anode and cathode respectively.

Dans l’exemple de la figure 2, le pont conducteur anodique 80 et le pont d’étanchéité anodique 100 sont fixés par collage à la couche anodique.In the example of FIG. 2, the anodic conducting bridge 80 and the anodic sealing bridge 100 are fixed by gluing to the anodic layer.

Par ailleurs, pour renforcer encore la tenue mécanique du module élémentaire, le module élémentaire de la figure 2 comporte un pont de fixation cathodique 140 formé d’un adhésif électriquement isolant, s’étendant entre deux faces opposées de la chambre cathodique selon une direction transversale au plan longitudinal, l’une des faces 145 du pont de fixation cathodique étant collée aux support transporteur d’oxydant, l’autre face 150 dudit pont étant collée sur la couche collectrice cathodique 125.Furthermore, to further strengthen the mechanical strength of the elementary module, the elementary module of FIG. 2 includes a cathode fixing bridge 140 formed of an electrically insulating adhesive, extending between two opposite faces of the cathode chamber in a transverse direction in the longitudinal plane, one of the faces 145 of the cathode fixing bridge being glued to the oxidant carrier, the other face 150 of said bridge being glued to the cathodic collecting layer 125.

Bien que cela ne soit pas illustré, le module élémentaire de la figure 1 peut comporter un tel pont de fixation cathodique collé à la fois au support transporteur de combustible et à la cathode.Although this is not illustrated, the elementary module of FIG. 1 can include such a cathode fixing bridge glued both to the fuel carrier support and to the cathode.

Le module élémentaire de la figure 3 diffère du module élémentaire de la figure 2 en ce que l’anode, respectivement la cathode, comporte une fenêtre anodique 155, respectivement une fenêtre cathodique 160, traversant l’anode, respectivement la cathode, dans son épaisseur, et découchant sur la membrane électrolytique. Le pont conducteur anodique 80, respectivement le pont conducteur cathodique 50, est logé dans la fenêtre anodique, respectivement dans la fenêtre cathodique, et est fixé par collage sur la membrane électrolytique 10.The elementary module of FIG. 3 differs from the elementary module of FIG. 2 in that the anode, respectively the cathode, comprises an anode window 155, respectively a cathode window 160, passing through the anode, respectively the cathode, in its thickness. , and uncovering on the electrolytic membrane. The anode conductive bridge 80, respectively the cathode conductive bridge 50, is housed in the anode window, respectively in the cathode window, and is fixed by bonding to the electrolytic membrane 10.

Dans la variante où la liaison mécanique entre l’anode, respectivement la cathode, et la membrane électrolytique est faible, on améliore la tenue résistance mécanique du module élémentaire, les liaisons des blocs anodique et cathodique respectivement au moyen des ponts conducteurs anodique et cathodique respectivement avec l’unité d’oxydation étant réalisées directement avec la membrane électrolytique.In the variant where the mechanical connection between the anode, respectively the cathode, and the electrolytic membrane is weak, the mechanical resistance of the elementary module is improved, the connections of the anode and cathode blocks respectively by means of the anode and cathode conductive bridges respectively with the oxidation unit being carried out directly with the electrolytic membrane.

Le pont conducteur anodique 80, respectivement le pont conducteur cathodique 50 présente un relief 165, respectivement 170 faisant saillie longitudinale et étant disposé au contact de la couche collectrice anodique, respectivement de la couche collectrice cathodique. Le relief du pont conducteur anodique, respectivement du pont conducteur cathodique met en contact électriquement l’anode, respectivement la cathode avec le collecteur d’électrons anodiques, respectivement avec le collecteur d’électrons cathodiques.The anode conductive bridge 80, respectively the cathode conductive bridge 50 has a relief 165, respectively 170 protruding longitudinally and being disposed in contact with the anode collector layer, respectively of the cathode collector layer. The relief of the anode conductive bridge, respectively of the cathode conductive bridge puts the anode, the cathode in contact with the anode electron collector, respectively, with the cathode electron collector, respectively.

La figure 4 illustre un mode de réalisation de la pile à combustible comportant plusieurs modules élémentaires 5i, 52 partageant une même membrane électrolytique 20. Par rapport à une pile constituée de deux modules disposés chacun sur des membranes électrolytiques différentes, chacun desdits modules étant tel qu’illustré sur la figure 3, l’agencement illustré sur la figure 4 permet d’augmenter la tension délivrée par la pile pour une même puissance générée. La pile à combustible de la figure 4 comporte des modules élémentaires tels qu’illustrés sur la figure 3, qui peuvent bien évidemment être combinés et/ou remplacés par un ou plusieurs modules élémentaires par exemple tels qu’illustrés sur les figures 1 et 2. Par ailleurs, dans une variante non représentée, les modules élémentaires peuvent partager un même support transporteur de combustible et/ou un même support transporteur isolant. Ils peuvent partager ou non un même réservoir.FIG. 4 illustrates an embodiment of the fuel cell comprising several elementary modules 5i, 5 2 sharing the same electrolytic membrane 20. With respect to a cell made up of two modules each arranged on different electrolytic membranes, each of said modules being such as illustrated in FIG. 3, the arrangement illustrated in FIG. 4 makes it possible to increase the voltage delivered by the battery for the same generated power. The fuel cell in FIG. 4 comprises elementary modules as illustrated in FIG. 3, which can obviously be combined and / or replaced by one or more elementary modules for example as illustrated in FIGS. 1 and 2. Furthermore, in a variant not shown, the elementary modules can share the same fuel carrier and / or the same insulating carrier. They can share or not the same tank.

La figure 5 illustre une pile à combustible comportant un module élémentaire tel qu’illustré sur la figure 2, comportant en outre une couche poreuse de diffusion de gaz 170 superposée à et en contact de la face du support transporteur d’oxydant opposée à la face en regard de la chambre anodique. Par ailleurs, la couche de diffusion de gaz est disposée entre le support transporteur d’oxydant et une grille 175 poreuse avec laquelle elle est en contact.FIG. 5 illustrates a fuel cell comprising an elementary module as illustrated in FIG. 2, further comprising a porous gas diffusion layer 170 superimposed on and in contact with the face of the oxidant carrier support opposite the face next to the anode chamber. Furthermore, the gas diffusion layer is disposed between the oxidant carrier support and a porous grid 175 with which it is in contact.

La pile à combustible de la figure 5 comporte en outre un premier tube 180 creux dont une paroi est formée au moins partiellement par la grille 175, qui définit un canal d’alimentation cathodique 185 pour transporter un flux d’alimentation cathodique comportant l’oxydant. Le tube creux comporte une ouverture d’entrée 190 pour le flux d’alimentation cathodique, comme indiqué par la flèche Oe, disposée en regard d’un ventilateur 200 apte à générer ledit flux d’alimentation cathodique. Le tube creux comporte par ailleurs une ouverture de sortie 205, par laquelle le flux d’alimentation cathodique peut s’échapper, comme indiqué par la flèche Os après avoir traversé la grille poreuse 175 et la couche de diffusion de gaz et avoir alimenté, comme indiqué par la flèche O la chambre cathodique 65 du module élémentaire, et s’être chargé des produits de la réaction d’oxydation. En particulier dans le cas où l’oxydant est le dioxygène et le combustible est le dihydrogène, la réaction de d’oxydation produit de la vapeur d’eau qui est évacuée de la chambre anodique vers l’ouverture de sortie par le flux d’alimentation cathodique, en l’occurrence un flux d’air.The fuel cell of FIG. 5 further comprises a first hollow tube 180 of which a wall is formed at least partially by the grid 175, which defines a cathode feed channel 185 for transporting a cathode feed stream comprising the oxidant . The hollow tube has an inlet opening 190 for the cathode feed stream, as indicated by the arrow Oe, disposed opposite a fan 200 capable of generating said cathode feed stream. The hollow tube also has an outlet opening 205, through which the cathode feed stream can escape, as indicated by the arrow Os after having passed through the porous grid 175 and the gas diffusion layer and having fed, as indicated by the arrow O the cathode chamber 65 of the elementary module, and being responsible for the products of the oxidation reaction. In particular in the case where the oxidant is dioxygen and the fuel is dihydrogen, the oxidation reaction produces water vapor which is evacuated from the anode chamber towards the outlet opening by the flow of cathodic supply, in this case an air flow.

La pile à combustible présente en outre un deuxième tube 210 creux disposé de sorte que le module élémentaire 5 est pris en sandwich entre les premier 185 et deuxième 210 tubes creux. Le deuxième tube creux présente une paroi commune avec le réservoir. Il définit un canal de refroidissement 212 présentant une ouverture d’entrée 215 conformée pour l’entrée d’un flux de refroidissement R comportant un fluide caloporteur tel que de l’air, disposée en regard d’un ventilateur 220 configuré pour générer et distribuer ledit flux de refroidissement à ladite ouverture d’entrée.The fuel cell also has a second hollow tube 210 arranged so that the elementary module 5 is sandwiched between the first 185 and second 210 hollow tubes. The second hollow tube has a common wall with the reservoir. It defines a cooling channel 212 having an inlet opening 215 shaped for the entry of a cooling flow R comprising a heat transfer fluid such as air, disposed opposite a fan 220 configured to generate and distribute said cooling flow at said inlet opening.

Lorsqu’il s’écoule dans le canal de refroidissement comme indiqué selon la flèche R, le module élémentaire échange de la chaleur générée par la réaction d’oxydation exothermique par convection au niveau de la paroi 225 commune au module et au deuxième tube creux. Le flux de refroidissement ainsi réchauffé s’écoule jusqu’à une ouverture de sortie 230 disposée à l’opposé de l’ouverture d’entrée, par laquelle il est évacué de la pile à combustible.When it flows through the cooling channel as indicated by arrow R, the elementary module exchanges heat generated by the exothermic oxidation reaction by convection at the wall 225 common to the module and to the second hollow tube. The cooling flow thus heated flows to an outlet opening 230 arranged opposite the inlet opening, through which it is discharged from the fuel cell.

Comme cela peut être observé sur la figure 5, afin d’éviter toute interaction entre le flux d’alimentation cathodique O et le flux de refroidissement R, les canaux d’alimentation cathodique et de refroidissement s’étendent dans des plans Pi et P2 distincts et parallèles au plan longitudinal.As can be seen in FIG. 5, in order to avoid any interaction between the cathodic supply flow O and the cooling flow R, the cathode supply and cooling channels extend in separate planes Pi and P2 and parallel to the longitudinal plane.

Par ailleurs, dans l’exemple de la figure 5, le ventilateur pour générer le flux de refroidissement et le ventilateur pour générer le flux d’alimentation cathodique comportant l’oxydant sont disposés en regard d’une même face latérale 235, parallèle à la direction d’empilement DE, de la pile à combustible. En variante, le ventilateur pour générer le flux de refroidissement peut être disposé sur la face latérale opposée à celle en regard de laquelle le ventilateur pour générer le flux d’alimentation cathodique est disposé.Furthermore, in the example of FIG. 5, the fan for generating the cooling flow and the fan for generating the cathodic supply flow comprising the oxidant are arranged facing the same lateral face 235, parallel to the stacking direction D E , of the fuel cell. As a variant, the fan for generating the cooling flow can be arranged on the side face opposite to that opposite which the fan for generating the cathodic supply flow is disposed.

Dans une variante non représentée, et notamment lorsque la pile est destinée à générer un courant électrique dans une plage de température de fonctionnement limitée, la pile peut être exempte de moyens, tels que par exemple décrits sur la figure 5, pour refroidir la pile par l’intermédiaire d’un flux de refroidissement.In a variant not shown, and in particular when the cell is intended to generate an electric current in a limited operating temperature range, the cell can be free of means, such as for example described in FIG. 5, for cooling the cell by through a cooling flow.

La pile à combustible 250 de la figure 6 comporte une pluralité de quatre modules élémentaires 5a-d empilés les uns sur les autres selon une direction d’empilement De.The fuel cell 250 of FIG. 6 comprises a plurality of four elementary modules 5a-d stacked one on the other in a stacking direction D e .

Chaque module élémentaire de la pluralité est identique à celui illustré sur la figure 5, à ceci près que les ouvertures et sorties des canaux de refroidissement sont formées sur des faces perpendiculaires à celles sur lesquelles sont formées les ouvertures et sorties des canaux d’alimentation cathodique. La direction d’empilement DB est perpendiculaire au plan longitudinal P de chaque module élémentaire.Each elementary module of the plurality is identical to that illustrated in FIG. 5, except that the openings and outlets of the cooling channels are formed on faces perpendicular to those on which the openings and outlets of the cathode feed channels are formed. . The stacking direction D B is perpendicular to the longitudinal plane P of each elementary module.

La pile à combustible est conformée de sorte que chaque paire de deux modules élémentaires consécutifs de l’empilement est telle que lesdits deux modules élémentaires, par exemple 5a et 5b, sont disposés tête-bêche l’un par rapport à l’autre selon la direction d’empilement.The fuel cell is shaped so that each pair of two consecutive elementary modules of the stack is such that said two elementary modules, for example 5a and 5b, are arranged head to tail relative to each other according to the stacking direction.

Les modules de l’empilement sont connectés électriquement au moyen d’un circuit électrique, non représenté, reliant un collecteur d’électrons anodiques d’un module élémentaire à un collecteur d’électrons cathodiques d’un module élémentaire adjacent.The modules of the stack are electrically connected by means of an electrical circuit, not shown, connecting an anode electron collector of an elementary module to a cathode electron collector of an adjacent elementary module.

Dans la pile de la figure 6, deux modules élémentaires consécutifs présentant des blocs cathodiques disposés en regard sont séparés par canal un d’alimentation cathodique 2551.2 s’étendant selon un plan transverse à la direction d’empilement. Ainsi, au moyen d’un seul canal d’alimentation cathodique, les chambres cathodiques 65a-d des deux modules élémentaires sont alimentées par un unique flux d’alimentation cathodique en entrée O.In the stack of FIG. 6, two consecutive elementary modules having cathode blocks arranged facing each other are separated by channel, a cathode supply 2551.2 extending along a plane transverse to the stacking direction. Thus, by means of a single cathode supply channel, the cathode chambers 65a-d of the two elementary modules are supplied by a single cathode supply stream at input O.

Par ailleurs, deux modules élémentaires consécutifs dont les blocs anodiques, par exemple 75b et 75c, sont disposés en regard et sont séparés par un canal de refroidissement 260 s’étendant selon un plan transverse à la direction d’empilement. Ainsi, au moyen d’un seul canal de refroidissement, les deux modules élémentaires 5b et 5c sont refroidis par échange convectif avec le flux de refroidissement R s’écoulant dans le canal.Furthermore, two consecutive elementary modules, the anode blocks of which, for example 75b and 75c, are arranged facing each other and are separated by a cooling channel 260 extending in a plane transverse to the stacking direction. Thus, by means of a single cooling channel, the two elementary modules 5b and 5c are cooled by convective exchange with the cooling flow R flowing in the channel.

De cette façon, la pile à combustible 250 de la figure 6 est configurée de telle sorte que les canaux d’alimentation cathodique et de de refroidissement sont disposés à distance les uns des autres et en alternance selon la direction d’empilement DE. De cette façon, les interactions entre flux d’alimentation cathodique O et flux de refroidissement R sont limitées.In this way, the fuel cell 250 of FIG. 6 is configured in such a way that the cathode supply and cooling channels are arranged at a distance from each other and alternately in the stacking direction D E. In this way, the interactions between cathodic feed stream O and cooling stream R are limited.

En ce qui concerne la génération des flux d’alimentation cathodique et des flux de refroidissement, la pile à combustible de la figure 6 comporte deux ventilateurs 200μ2 d’alimentation cathodique configurés pour alimenter chacun un canal d’alimentation cathodique respectif 255μ2 avec des flux d’alimentation cathodique associés et trois ventilateurs de refroidissement 220μ3 configurés pour alimenter chacun un canal de refroidissement avec des flux de refroidissement associés. Par ailleurs, les ventilateurs d’alimentation cathodique et les ventilateurs de refroidissement sont disposés en regard de faces latérales 270, 275 de la pile perpendiculaires entre elles. De cette façon, les flux d’alimentation cathodique et les flux de refroidissement s’écoulent selon des directions d’écoulement respectivement obliques l’une de l’autre. L’interaction entre lesdits flux est limitée, ce qui optimise le rendement énergétique de la pile.With regard to the generation of cathodic feed streams and cooling streams, the fuel cell in FIG. 6 comprises two 200 μ 2 cathode feed fans configured to each supply a respective cathode feed channel 255 μ 2 with associated cathode feed streams and three 220μ 3 cooling fans each configured to supply a cooling channel with associated cooling streams. Furthermore, the cathode feed fans and the cooling fans are arranged opposite the lateral faces 270, 275 of the stack perpendicular to each other. In this way, the cathode feed streams and the cooling streams flow in respectively oblique directions of flow from one another. The interaction between said flows is limited, which optimizes the energy efficiency of the battery.

Par ailleurs, la pile à combustible illustrée sur la figure 6 comporte une sonde d’alimentation cathodique 280 disposée dans un des canaux d’alimentation cathodique pour mesurer la température du flux d’alimentation cathodique au sein dudit canal. La sonde d’alimentation cathodique est électriquement reliée à une unité de commande 285 des ventilateurs d’alimentation anodique de la pile, par des moyens de connexion non représentés, ladite unité de commande étant configurée pour régler en fonction de la mesure de la température par la sonde d’alimentation cathodique, par exemple le débit du flux d’alimentation cathodique en sortie de chacun des ventilateurs d’alimentation cathodique de la pile à combustible.Furthermore, the fuel cell illustrated in FIG. 6 comprises a cathode feed probe 280 disposed in one of the cathode feed channels to measure the temperature of the cathode feed flow within said channel. The cathode feed probe is electrically connected to a control unit 285 for the anode feed fans of the battery, by connection means not shown, said control unit being configured to adjust according to the temperature measurement by the cathode feed probe, for example the flow rate of the cathode feed stream at the outlet of each of the cathode feed fans of the fuel cell.

De cette façon, au moyen d’une unique sonde d’alimentation cathodique, le débit des flux d’alimentation cathodique de la pluralité de canaux d’alimentation cathodique de la pile peut être aisément réglé.In this way, by means of a single cathode feed probe, the flow rate of the cathode feed streams from the plurality of cathode feed channels of the stack can be easily adjusted.

La pile à combustible de la figure 6 comporte en outre une sonde de refroidissement 292 disposée dans un des canaux de refroidissement consécutif au canal d’alimentation cathodique dans lequel est disposée la sonde d’alimentation cathodique, pour mesurer la température du flux de refroidissement au sein dudit canal de refroidissement. La sonde de refroidissement est électriquement reliée à une unité de commande des ventilateurs de refroidissement 298 de la pile à combustible, par des moyens de connexion non représentés, ladite unité de commande étant configurée pour régler en fonction de la mesure de la température par la sonde de refroidissement, par exemple le débit du flux de refroidissement en sortie de chacun des ventilateurs de refroidissement de la pile à combustible.The fuel cell of FIG. 6 further comprises a cooling probe 292 disposed in one of the cooling channels consecutive to the cathode feed channel in which the cathode feed probe is arranged, for measuring the temperature of the cooling flow at within said cooling channel. The cooling probe is electrically connected to a control unit for the cooling fans 298 of the fuel cell, by connection means not shown, said control unit being configured to regulate as a function of the temperature measurement by the probe. cooling, for example the flow rate of the cooling flow leaving each of the fuel cell cooling fans.

De cette façon, au moyen d’une unique sonde de refroidissement, le débit des flux de refroidissement de la pluralité de canaux de refroidissement de la pile peut être aisément réglé.In this way, by means of a single cooling probe, the rate of cooling flows of the plurality of cooling channels of the stack can be easily adjusted.

La pile à combustible comporte encore un capteur 300 disposé au sein d’un module élémentaire pour mesurer par exemple la résistance interne du module élémentaire. Le capteur est relié aux unités de commande des ventilateurs d’alimentation cathodique et de refroidissement qui sont en outre chacun configurés pour régler les débits des flux d’alimentation cathodique et de refroidissement en fonction de la mesure de résistance interne du module élémentaire.The fuel cell also includes a sensor 300 disposed within an elementary module for measuring, for example, the internal resistance of the elementary module. The sensor is connected to the control units of the cathodic supply and cooling fans which are further each configured to regulate the flow rates of the cathodic supply and cooling flows as a function of the internal resistance measurement of the elementary module.

La figure 7 présente de manière schématique une pile à combustible 250 comportant six modules élémentaires 5a-f empilés selon une direction d’empilement DE, chaque module élémentaire étant mince et s’étendant selon un plan longitudinal P normal à la direction d’empilement.FIG. 7 schematically shows a fuel cell 250 comprising six elementary modules 5a-f stacked in a stacking direction D E , each elementary module being thin and extending along a longitudinal plane P normal to the stacking direction .

Les modules élémentaires de la pile à combustible sont disposés tête-bêche deux à deux comme dans l’exemple de la figure 6.The elementary modules of the fuel cell are arranged head to tail in pairs as in the example of FIG. 6.

La pile à combustible de la figure 7 présente une forme générale de pavé droit présentant quatre faces latérales 280a-d sur lesquelles débouchent les entrées et sortie des différents canaux d’alimentation cathodique et de refroidissement. Dans l’exemple de la figure 7, chaque canal d’alimentation cathodique, respectivement de refroidissement, présente une ouverture d’entrée 290a-c, respectivement 295a-d débouchant sur une face latérale en regard d’un ventilateur d’alimentation cathodique 300, respectivement de refroidissement 305, et présente des ouvertures de sortie 310a-c, respectivement 315a-d débouchant sur chacune des trois autres faces latérales de la pile.The fuel cell of FIG. 7 has a general shape of a straight block having four lateral faces 280a-d onto which the inlets and outlets of the various cathode feed and cooling channels open. In the example of FIG. 7, each cathode feed channel, respectively for cooling, has an inlet opening 290a-c, respectively 295a-d opening on a side face opposite a cathode feed fan 300 , respectively cooling 305, and has outlet openings 310a-c, respectively 315a-d opening onto each of the three other lateral faces of the stack.

Dans l’exemple de la figure 7, un ou des ventilateurs d’alimentation cathodique 300 sont disposés en regard d’une face latérale 280b perpendiculaire à une autre face latérale 280a en regard de laquelle sont disposés un ou des ventilateurs de refroidissement 305. Ainsi, les flux d’alimentation cathodique O d’une part et les flux de refroidissement R d’autre part s’écoulent dans les canaux respectifs selon des directions sensiblement perpendiculaires.In the example of FIG. 7, one or more cathode feed fans 300 are arranged opposite a side face 280b perpendicular to another side face 280a opposite which one or more cooling fans 305 are arranged. Thus , the cathode feed streams O on the one hand and the cooling flows R on the other hand flow in the respective channels in substantially perpendicular directions.

Ainsi, bien que chaque canal d’alimentation cathodique et chaque canal de refroidissement présentent des ouvertures sur les quatre faces latérales 280a-d de la pile, les interactions aux conséquences néfastes pour le fonctionnement de la pile à combustible, entre flux d’alimentation cathodique et flux de refroidissement sont limitées.Thus, although each cathode feed channel and each cooling channel have openings on the four side faces 280a-d of the cell, the interactions with harmful consequences for the operation of the fuel cell, between cathode feed flows and cooling flows are limited.

La pile à combustible de la figure 8 est un mode de réalisation amélioré et préféré de la pile à combustible de la figure 7, dans laquelle, pour chaque canal d’alimentation cathodique, respectivement canal de refroidissement, les ouvertures formées sur les faces perpendiculaires à celles sur laquelle est formée l’ouverture d’entrée dudit canal sont fermées au moyen au moyen de parois latérales. Ainsi, l’écoulement du flux d’alimentation cathodique, respectivement du flux de refroidissement, s’effectue en direction de l’ouverture de sortie 310, respectivement 315 débouchant sur la face latérale de la pile opposée à la face latérale sur laquelle débouche l’ouverture d’entrée 290, respectivement 295. De cette façon, les flux d’alimentation cathodique et flux de refroidissement s’écoulent selon des directions perpendiculaires et à différentes hauteurs selon la direction d’empilement et n’interagissent pas. Un tel agencement favorise le fonctionnement de la pile à combustible dans une plage de températures de fonctionnement étendue.The fuel cell of FIG. 8 is an improved and preferred embodiment of the fuel cell of FIG. 7, in which, for each cathode feed channel, respectively cooling channel, the openings formed on the faces perpendicular to those on which the entrance opening of said channel is formed are closed by means of side walls. Thus, the flow of the cathode feed stream, respectively of the cooling stream, takes place in the direction of the outlet opening 310, respectively 315 leading to the lateral face of the stack opposite to the lateral face on which the inlet opening 290, respectively 295. In this way, the cathode feed streams and cooling streams flow in perpendicular directions and at different heights according to the stacking direction and do not interact. Such an arrangement promotes the operation of the fuel cell over a wide operating temperature range.

Par exemple, pour obtenir la pile illustrée sur la figure 8, les ouvertures latérales de chaque canal d’alimentation cathodique formées sur une, voire sur les deux faces latérales de la pile de la figure 5, perpendiculaires à la face latérale sur laquelle est formée l’ouverture d’entrée du flux d’alimentation cathodique, peuvent être fermées de manière à empêcher la sortie dudit flux, par exemple au moyen de masques référencés 320a-c entre les lignes en pointillés, par exemple en polymère, notamment formés de mousse. Par ailleurs, les ouvertures latérales de chaque canal de refroidissement formées sur une, voire sur les deux faces latérales de la pile de la figure 7, perpendiculaires à la face latérale sur laquelle est formée l’ouverture d’entrée du flux de refroidissement, peuvent être fermées de manière à empêcher la sortie dudit flux, par exemple au moyen de masques référencés 325a-c entre les lignes en pointillés, par exemple en polymère, notamment formés de mousse.For example, to obtain the stack illustrated in FIG. 8, the lateral openings of each cathode feed channel formed on one, or even on the two lateral faces of the stack of FIG. 5, perpendicular to the lateral face on which is formed the inlet opening of the cathode feed stream, can be closed so as to prevent the exit of said stream, for example by means of masks referenced 320a-c between the dotted lines, for example made of polymer, in particular made of foam . Furthermore, the lateral openings of each cooling channel formed on one or even on the two lateral faces of the stack of FIG. 7, perpendicular to the lateral face on which the inlet opening of the cooling flow is formed, can be closed so as to prevent the exit of said flow, for example by means of masks referenced 325a-c between the dotted lines, for example made of polymer, in particular formed of foam.

De cette façon, les flux d’alimentation cathodique et de refroidissement s’écoulent selon des directions perpendiculaires et ne se perturbent pas.In this way, the cathodic supply and cooling flows flow in perpendicular directions and do not disturb.

Dans l’exemple de la figure 8, deux modules élémentaires consécutifs sont disposés tête bêche. Dans une variante non représentée, deux modules élémentaires consécutifs peuvent être disposés de sorte que le bloc anodique du premier module élémentaire soit en regard du bloc cathodique du deuxième module élémentaire. De préférence alors, afin de séparer le flux d’alimentation cathodique pour alimenter ladite cathode, du flux de refroidissement, une plaque séparatrice pleine s’étendant selon une direction longitudinale est disposée entre les deux modules élémentaires consécutifs.In the example of FIG. 8, two consecutive elementary modules are arranged head to tail. In a variant not shown, two consecutive elementary modules can be arranged so that the anode block of the first elementary module is opposite the cathode block of the second elementary module. Preferably then, in order to separate the cathodic supply flow for supplying said cathode, from the cooling flow, a solid separating plate extending in a longitudinal direction is disposed between the two consecutive elementary modules.

Par ailleurs, l’empilement de la figure 8 peut être obtenu en disposant deux entretoises entre deux modules élémentaires consécutifs. Les entretoises sont par exemple des barreaux pleins. Elles sont espacées l’une de l’autre de sorte à former les parois latérales d’un canal d’alimentation cathodique ou d’un canal de refroidissement.Furthermore, the stack of FIG. 8 can be obtained by placing two spacers between two consecutive elementary modules. The spacers are for example solid bars. They are spaced from each other so as to form the side walls of a cathode feed channel or a cooling channel.

La pile à combustible de la figure 9 diffère de la pile à combustible de la figure 8 en ce que chaque module présente une longueur L au moins deux fois plus grande que la largeur 1. Afin d’assurer un refroidissement optimal des modules élémentaires, plusieurs ventilateurs sont disposés selon la direction longitudinale X en regard de la face latérale 280 sur laquelle débouchent les ouvertures 295a-d des canaux de refroidissement. Les disques 330i_6 indiquent schématiquement la portion de la face latérale sur laquelle est dirigé le flux de refroidissement.The fuel cell in FIG. 9 differs from the fuel cell in FIG. 8 in that each module has a length L at least twice as large as the width 1. In order to ensure optimal cooling of the elementary modules, several fans are arranged in the longitudinal direction X opposite the side face 280 on which open the openings 295a-d of the cooling channels. The 330i_ 6 discs schematically indicate the portion of the side face on which the cooling flow is directed.

Enfin, aucun des modules élémentaires décrit sur les figures 1 à 4 ni aucune des piles à combustibles illustrées sur les figures 5 à 9 ne comporte de moyens de compression de la pluralité de modules élémentaires, tel que des plaques de serrage reliées par des tirants de compression.Finally, none of the elementary modules described in FIGS. 1 to 4 nor any of the fuel cells illustrated in FIGS. 5 to 9 comprises means for compressing the plurality of elementary modules, such as clamping plates connected by tie rods compression.

ExempleExample

Une pile à combustible dont une photographie est présentée sur la figure 10 est formée par un empilement de douze modules élémentaires, présentant chacun une forme de pavé droit mince d’une longueur de 117 mm, d’une largeur de 74 mm et d’une épaisseur de 2 mm. Cette pile à combustible est configurée pour oxyder du dihydrogène comme combustible par le dioxygène de l’air.A fuel cell, a photograph of which is presented in FIG. 10, is formed by a stack of twelve elementary modules, each having a shape of a thin straight block with a length of 117 mm, a width of 74 mm and a thickness of 2 mm. This fuel cell is configured to oxidize dihydrogen as fuel by oxygen in the air.

Chaque module élémentaire pèse 8 g et est apte à générer une puissance électrique de 8 W. Deux modules élémentaires consécutifs sont disposés tête bêche selon la direction d’empilement et sont distancés de 1,2 mm, au moyen d’un espaceur formé de barreaux de mousse dont les faces opposées en contact chacune d’un desdits deux modules consécutifs, sont recouvertes d’adhésif. L’empilement présente une forme de pavé droit, d’une longueur de 117 mm, d’une largeur de 74 mm et d’une épaisseur de 45 mm.Each elementary module weighs 8 g and is capable of generating an electrical power of 8 W. Two consecutive elementary modules are arranged head to tail in the stacking direction and are spaced 1.2 mm apart, by means of a spacer formed by bars. foam whose opposite faces in contact with each of one of said two consecutive modules, are covered with adhesive. The stack has a straight paving stone shape, 117 mm long, 74 mm wide and 45 mm thick.

La pile à combustible présente un volume de 0,4 litre et une masse inférieure à 150 g. Elle est apte à générer une puissance électrique de 100W, et présente une densité massique de puissance de 0,67 W.g'1. Elle est par ailleurs adaptée à générer de l’énergie électrique dans une gamme de température comprise entre -20°C et 50°C.The fuel cell has a volume of 0.4 liters and a mass of less than 150 g. It is able to generate an electrical power of 100W, and has a power density of 0.67 W.g ' 1 . It is also suitable for generating electrical energy in a temperature range between -20 ° C and 50 ° C.

La pile à combustible présente une résistance interne de 175 mQ.cm2, similaire à celle d’une pile de l’art antérieur comportant des plaques terminales de serrage et présentant une plus faible densité massique de puissance pour une même puissance générée. Cette valeur de résistance interne indique que la collecte d’électrons et la connexion électrique des modules élémentaires est de bonne qualité.The fuel cell has an internal resistance of 175 mQ.cm 2 , similar to that of a cell of the prior art comprising end clamping plates and having a lower power mass density for the same generated power. This internal resistance value indicates that the electron collection and the electrical connection of the elementary modules is of good quality.

Par ailleurs, les mesures de tenue en pression indiquent que la pile à combustible peut soutenir une pression maximale en dihydrogène de 3 bar dans la chambre anodique de chaque module élémentaire. En outre, en ce qui concerne l’étanchéité de la chambre anodique, les mesures d’étanchéité par infiltration d’hélium indiquent que le taux de fuite est faible, inférieur à 0,1 cm3/min.Furthermore, the pressure resistance measurements indicate that the fuel cell can support a maximum pressure of dihydrogen of 3 bar in the anode chamber of each elementary module. In addition, with regard to the sealing of the anode chamber, the sealing measures by helium infiltration indicate that the leakage rate is low, less than 0.1 cm 3 / min.

A titre comparatif, les performances de la présente pile à combustible peuvent être comparées à une pile à combustible formée d’un empilement de modules comprimé par des plaques terminales, commercialisée par la société Horizon FC. Cette pile fonctionne dans une gamme de température plus faible comprise entre 0°C et 40°C et est apte à générer une puissance de 200W. Elle présente cependant une masse de 470g, et donc une faible densité massique de puissance égale à 0,42 W.g'1 comparativement à la pile à combustible de l’invention.By way of comparison, the performance of the present fuel cell can be compared to a fuel cell formed from a stack of modules compressed by end plates, sold by the company Horizon FC. This battery operates in a lower temperature range between 0 ° C and 40 ° C and is capable of generating a power of 200W. However, it has a mass of 470g, and therefore a low power density density equal to 0.42 W.g ' 1 compared to the fuel cell of the invention.

Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation et exemples décrits ci-dessus.Of course, the invention is not limited to the embodiments and examples described above.

Par exemple, notamment dans la variante où canal le d’alimentation cathodique et/ou le canal de refroidissement présentent des formes coudées, par exemple un serpentin ou une pluralité de tubes parallèles, la pile peut comporter un compresseur, un canal de distribution étant relié au compresseur, le compresseur étant configuré pour distribuer un flux d’alimentation cathodique et/ou un flux de refroidissement en entrée du canal d’alimentation cathodique et/ou du canal de refroidissement respectivement.For example, in particular in the variant where the cathode feed channel and / or the cooling channel have bent shapes, for example a coil or a plurality of parallel tubes, the stack may include a compressor, a distribution channel being connected to the compressor, the compressor being configured to distribute a cathode feed stream and / or a cooling stream at the inlet of the cathode feed channel and / or the cooling channel respectively.

Par ailleurs, de préférence, le flux de refroidissement peut comporter un fluide 5 caloporteur autre que l’air, par exemple un liquide, par exemple de l’eau ou une huile.Furthermore, preferably, the cooling flow may comprise a heat transfer fluid other than air, for example a liquid, for example water or an oil.

Par ailleurs, le combustible n’est pas limité au dihydrogène. Il peut aussi être un alcane, par exemple choisi parmi le méthane, le propane, le butane et leurs mélanges, ou un alcool sous forme vapeur, par exemple choisi parmi l’éthanol, le méthanol et leurs mélanges. L’oxydant n’est pas limité au dioxygène. Il peut aussi être un gaz comportant du dioxygène, par exemple de l’air, ou un mélange constitué de dioxygène et de diazote.Furthermore, the fuel is not limited to dihydrogen. It can also be an alkane, for example chosen from methane, propane, butane and their mixtures, or an alcohol in vapor form, for example chosen from ethanol, methanol and their mixtures. The oxidant is not limited to dioxygen. It can also be a gas comprising dioxygen, for example air, or a mixture consisting of dioxygen and dinitrogen.

Enfin, par « comportant un », « contenant un » et « incluant un », on entend de manière équivalente respectivement « comportant au moins un », « contenant au moins un » et « incluant un ».Finally, by “comprising a”, “containing a” and “including a” is understood to mean, respectively, “comprising at least one”, “containing at least one” and “including a”.

Claims (15)

REVENDICATIONS 1. Module élémentaire (5) utile pour une pile à combustible (250), le module élémentaire comportant :1. Elementary module (5) useful for a fuel cell (250), the elementary module comprising: - une unité d’oxydation (10) configurée pour générer des électrons au moyen de l’oxydation d’un combustible, de préférence du dihydrogène, par un oxydant, de préférence du dioxygène, l’unité d’oxydation comportant une anode (15),- an oxidation unit (10) configured to generate electrons by means of the oxidation of a fuel, preferably dihydrogen, by an oxidant, preferably dioxygen, the oxidation unit comprising an anode (15 ), - un support transporteur de combustible (35) adapté au transport d’un flux d’alimentation anodique (C) contenant le combustible vers une chambre anodique (105), le module élémentaire étant conformé de manière à définir ladite chambre anodique entre l’anode et le support transporteur de combustible, l’unité d’oxydation et le support transporteur de combustible étant à la fois fixés par collage l’un à l’autre et isolés électriquement l’un de l’autre au moyen d’un pont d’étanchéité anodique (100) contenant un adhésif électriquement isolant et étanche au combustible, le pont d’étanchéité anodique étant conformé de telle sorte que lorsque le flux d’alimentation anodique est transporté vers la chambre anodique par le support transporteur de combustible, ledit flux d’alimentation anodique (C) s’écoule essentiellement directement du support transporteur de combustible vers l’anode.- a fuel carrier (35) suitable for transporting an anode feed stream (C) containing the fuel to an anode chamber (105), the elementary module being shaped so as to define said anode chamber between the anode and the fuel carrier, the oxidation unit and the fuel carrier being both fixed by bonding to each other and electrically isolated from each other by means of a bridge anode seal (100) containing an electrically insulating and fuel-tight adhesive, the anode seal bridge being shaped so that when the anode feed stream is transported to the anode chamber by the fuel carrier, said stream anode feed (C) flows essentially directly from the fuel carrier to the anode. 2. Module élémentaire selon la revendication 1, dans lequel le module élémentaire s’étend selon un plan longitudinal (P), le pont d’étanchéité anodique définissant un joint d’étanchéité au combustible s’étendant transversalement au plan longitudinal entre le bloc anodique et l’unité d’oxydation et ceinturant, de préférence intégralement, la chambre anodique dans un plan parallèle au plan longitudinal.2. Elementary module according to claim 1, in which the elementary module extends along a longitudinal plane (P), the anode sealing bridge defining a fuel seal extending transversely to the longitudinal plane between the anode block. and the oxidation unit and surrounding, preferably integrally, the anode chamber in a plane parallel to the longitudinal plane. 3. Module élémentaire selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel l’unité d’oxydation comporte une membrane électrolytique (20) en contact de l’anode, l’anode étant disposée entre la chambre anodique et la membrane électrolytique et, optionnellement une couche collectrice anodique (120) au contact d’une face (130) de l’anode disposée en regard de la chambre anodique.3. Elementary module according to any one of claims 1 and 2, in which the oxidation unit comprises an electrolytic membrane (20) in contact with the anode, the anode being disposed between the anode chamber and the electrolytic membrane and, optionally, an anode collector layer (120) in contact with a face (130) of the anode disposed opposite the anode chamber. 4. Module élémentaire selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le pont d’étanchéité anodique est fixé par collage à l’anode et/ou à la couche collectrice anodique et/ou à la membrane électrolytique.4. Elementary module according to any one of the preceding claims, in which the anodic sealing bridge is fixed by gluing to the anode and / or to the anodic collecting layer and / or to the electrolytic membrane. 5. Module élémentaire selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant un réservoir (108) présentant un volume intérieur (110) pour contenir le combustible, la chambre anodique (105) étant en communication fluidique avec le volume intérieur (110) du réservoir au moyen du support transporteur de combustible.5. Elementary module according to any one of the preceding claims, comprising a reservoir (108) having an interior volume (110) for containing the fuel, the anode chamber (105) being in fluid communication with the interior volume (110) of the reservoir. by means of the fuel carrier. 6. Module élémentaire selon la revendication précédente, dans lequel le support transporteur de combustible forme une paroi (118) du réservoir et, de préférence le réservoir et le support transporteur de combustible forment un bloc monolithique.6. Elementary module according to the preceding claim, in which the fuel transport support forms a wall (118) of the tank and, preferably, the tank and the fuel transport support form a monolithic block. 7. Module élémentaire selon l’une quelconque des revendications 5 et 6, dans lequel le réservoir comporte un orifice (115) de remplissage du réservoir, de sorte que lorsque ledit orifice de remplissage est hermétiquement fermé, l’ensemble formé par le volume intérieur du réservoir et de la chambre anodique est hermétiquement clos et étanche au combustible.7. Elementary module according to any one of claims 5 and 6, in which the reservoir comprises an orifice (115) for filling the reservoir, so that when said filling orifice is hermetically closed, the assembly formed by the interior volume of the tank and the anode chamber is hermetically sealed and fuel-tight. 8. Module élémentaire selon l’une quelconque des revendications 3 à 7, comportant un support transporteur d’oxydant (30) adapté à l’introduction d’un flux d’alimentation cathodique (O) contenant l’oxydant dans une chambre cathodique (65), l’unité d’oxydation comportant une cathode (25) disposée au contact de la membrane électrolytique, la membrane électrolytique étant prise en sandwich entre l’anode et la cathode, le module étant conformé de manière à définir ladite chambre cathodique entre la cathode et le support transporteur d’oxydant, l’unité d’oxydation et le support transporteur d’oxydant étant à la fois fixés par collage l’un à l’autre et isolés électriquement l’un de l’autre au moyen d’un pont de fixation cathodique (140) contenant un adhésif électriquement isolant.8. Elementary module according to any one of claims 3 to 7, comprising an oxidant carrier support (30) suitable for the introduction of a cathodic feed stream (O) containing the oxidant in a cathode chamber ( 65), the oxidation unit comprising a cathode (25) disposed in contact with the electrolytic membrane, the electrolytic membrane being sandwiched between the anode and the cathode, the module being shaped so as to define said cathode chamber between the cathode and the oxidant carrier, the oxidation unit and the oxidant carrier being both fixed by bonding to each other and electrically isolated from each other by means of '' a cathode fastening bridge (140) containing an electrically insulating adhesive. 9. Module élémentaire selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant un collecteur d’électrons anodiques (70) fixé sur le support transporteur de combustible et un collecteur d’électrons cathodiques (40) fixé sur le support transporteur d’oxydant, le collecteur d’électrons anodiques, respectivement le collecteur d’électrons cathodiques, et l’unité d’oxydation étant à la fois fixés par collage et connectés électriquement l’un à l’autre au moyen d’un pont conducteur anodique (80), respectivement d’un pont conducteur cathodique (50), contenant un adhésif électriquement conducteur.9. Elementary module according to any one of the preceding claims, comprising an anode electron collector (70) fixed on the fuel carrier and a cathode electron collector (40) fixed on the oxidant carrier, the anode electron collector, respectively the cathode electron collector, and the oxidation unit being both fixed by bonding and electrically connected to each other by means of an anode conductive bridge (80), respectively a cathode conductive bridge (50), containing an electrically conductive adhesive. 10. Module élémentaire selon la revendication précédente, dans lequel l’unité d’oxydation comporte une couche collectrice cathodique (125), disposée sur la face (135) de la cathode opposée à la face en regard de la membrane électrolytique.10. Elementary module according to the preceding claim, in which the oxidation unit comprises a cathode collector layer (125), disposed on the face (135) of the cathode opposite the opposite face of the electrolytic membrane. 11. Module élémentaire selon l’une quelconque des revendications 9 et 10,11. Elementary module according to any one of claims 9 and 10, 5 dans lequel le pont conducteur anodique est fixé par collage sur l’anode et/ou la couche collectrice anodique et/ou la membrane électrolytique, et/ou le pont conducteur cathodique est fixé par collage sur la cathode et/ou la couche collectrice cathodique et/ou la membrane électrolytique.5 in which the anode conductive bridge is fixed by bonding to the anode and / or the anode collector layer and / or the electrolytic membrane, and / or the cathode conductive bridge is fixed by bonding to the cathode and / or the cathode collector layer and / or the electrolytic membrane. 1010 12. Module élémentaire selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant une pluralité d’unités d’électrolyses partageant la même membrane électrolytique et étant de préférence disposées selon un agencement planaire.12. Elementary module according to any one of the preceding claims, comprising a plurality of electrolysis units sharing the same electrolytic membrane and preferably being arranged in a planar arrangement. 13. Pile à combustible (250) comportant un module élémentaire selon l’une quelconque des revendications précédentes ou une pluralité de modules élémentaires13. Fuel cell (250) comprising an elementary module according to any one of the preceding claims or a plurality of elementary modules 15 empilés les uns sur les autres selon une direction d’empilement (DE), au moins un, de préférence chacun des modules élémentaires de la pluralité de modules élémentaires étant selon l’une quelconque des revendications précédentes.15 stacked on each other in a stacking direction (D E ), at least one, preferably each of the elementary modules of the plurality of elementary modules being according to any one of the preceding claims. 14. Pile à combustible selon la revendication précédente, dans lequel au moins deux modules élémentaires consécutifs de la pluralité de modules élémentaires sont14. Fuel cell according to the preceding claim, in which at least two consecutive elementary modules of the plurality of elementary modules are 20 disposés tête-bêche selon la direction d’empilement.20 arranged head to tail in the stacking direction. 15. Pile à combustible selon la revendication précédente, étant exempte de moyens de compression de la pluralité de modules élémentaires.15. Fuel cell according to the preceding claim, being free of means for compressing the plurality of elementary modules. 1/51/5 135 E135 E 40 ^50 30 65 12540 ^ 50 30 65 125
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