Les piles à combustible « basse température » appelées PEMFC sont des dispositifs clés de la transition énergétique, en particulier pour le déploiement des véhicules à hydrogène. Pour mieux les intégrer et maximiser leur rendement énergétique, elles doivent fonctionner à plus hautes températures et sous de faible taux d’humidité. Il a été démontré que ces conditions opérationnelles impactent fortement les caractéristiques physico-chimiques des membranes existantes sur le marché en particulier leurs capacités de transport protonique et leur tenue mécanique. Afin de pallier les chutes de performances, plusieurs solutions sont envisagées ; elles incluent notamment la formulation de membrane polymère fluoré type PVDF avec des liquides ioniques.
Grâce à leur stabilité thermique et électrochimique et leur excellente conductivité ionique, l’incorporation de liquides ioniques dans une matrice polymère fluorée représente un axe de
recherche prometteur dans l’amélioration des performances des membranes pour les piles à combustibles, notamment à des hautes températures et faibles taux d’humidité. Le concept envisagé dans cette thèse consistera à générer une structuration de la matrice via l’utilisation de liquides ioniques afin d’assurer la création de chemins de conduction protonique pour acheminer les protons formés à l’anode jusqu’à la cathode. L’impact des interactions chimiques ainsi que relation structure/propriété des systèmes polymères/liquides ioniques seront travaillés et les membranes développées seront évaluées dans les conditions opérationnelles.
