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GEN-HY fabrique des membranes échangeuses d'ions pour les électrolyseurs alcalin

Gen-Hy a été créée en 2019, à l’issue d’un programme de recherche entre la direction générale de l’Armement (DGA) et FFED (Flexfuel Energy Development (FFED).

Gen-Hy est la première entreprise à proposer un système de production d'hydrogène renouvelable entièrement intégré par électrolyse. Le système HY-CUBE® est capable de produire jusqu'à 30 mégawatts d'hydrogène gazeux très pur par an . Il est conçu pour une configuration sur mesure et donc adaptable à toutes les applications : stations-service , industrie , transformation etstockage d'énergie verte .

Le HY-CUBE est modulaire et évolutif : Disponibles en 3 tailles différentes , les unités de production d'hydrogène conteneurisées peuvent être utilisées seules ou combinées , et la production de chaque unité dépend du nombre de générateurs (piles) installés . L'ensemble de l'installation est géré par une unité de contrôle unique , et une gestion efficace des flux et une sécurité optimale sont garanties par un logiciel propriétaire contrôlé et certifié au niveau ATEX par l'INERIS . La consommation d'énergie spécifique du Hy-Cube est de 4,25 kWh/Nm3.

HY-CUBE®les unités sont disponibles en unités de conteneurs de 20 pieds produisant jusqu'à 270 kgH2/j , en unités de conteneurs de 40 pieds produisant jusqu'à 540 kgH2/j ou en 2 unités de conteneurs de 40 pieds produisant jusqu'à 1080 kgH2/j . Une même unité centrale contrôle plusieurs unités de production.

Pour les besoins de son activité, Gen-Hy doit concevoir sa propre membrane AEM. C’est cette brique technologique que la spin-off à pour mission de développer. Trois marchés ont été identifiés, dont celui de la mobilité représentée en particulier par des flottes privatives de voitures, bus, camions, etc. 

L'installation pilote de fabrication a été inaugurée le 9 décembre à Orly.

Avec un investissement de 2,5 millions d’euros, la nouvelle unité de production industrielle serait construite sur le site d’Orly à partir de 2022, Le chiffre d’affaires attendu est de 6 millions d’euros, pour équiper des stacks d'électrolyseurs d'une capacité globale de 3 mégawatts, soit 30 électrolyseurs en conteneur HY-Cube 100 kW Chacun d’eux pourrait produire  20 tonnes d’hydrogène vert à l’année. La ligne de pré-industrialisation est installée dans les 1 000 m² de bâtiments qui abritent aussi le siège social et le laboratoire interne. 

Dans l’électrolyse alcaline classique, un diaphragme séparateur est placé entre les 2 chambres. Il permet le passage du liquide par des microporosités ouvertes et impose d’écarter les chambres du séparateur afin d’éviter que les gaz produits ne traversent avec le liquide d’une chambre à l’autre. Néanmoins il y a un  inconvénient: Le phénomène de mélange des gaz, appelé ‘cross-over’, diminue les rendements et la pureté des gaz produits. L’écart entre les électrodes augmente la tension nécessaire à l’électrolyse, diminuant également le rendement.

L'intérêt de la membrane AEM de Gen-Hy est qu'elle permet le transfert des ions tout en étant parfaitement étanche aux gaz. L’entreprise a également conçu des stacks (générateurs d’hydrogène) autour de sa pellicule « dans une architecture zero-gap ». C’est en plaçant les électrodes directement au contact avec elle que Gen-Hy obtient de hauts rendements de l’ordre de 85 % avec une grande pureté de l’hydrogène vert ainsi produit.

Son savoir-faire est unique en France, et rare à l’échelle européenne. Lauréate de l’édition 2020 du concours d’innovation i-Nov de l’Ademe, la nouvelle membrane a nécessité plus de 5 ans de travaux en R&D. En collaboration avec le laboratoire Armines rattaché à Paris Tech et l’Ecole des Mines.

 

Processus de fabrication artisanale de la membrane AEM: 

1) introduction dans un malaxeur d’un mélange composite secret.

2) On obtient une pâte intermédiaire appelée « Précurseur », rapidement placée à l’étuve. Il en sort une matière sèche et poudreuse qui, avec ajout d’un liquide, donne le pâton prêt à être mis en forme. 

3) découpe puis passage au laminage afin de recueillir une membrane à la bonne épaisseur. 

4) Cette membrane permet que l’intensité surfacique des électrolyseurs alcalins atteint un niveau jamais connu de 0,7 A/cm2, contre 0,3 A/cm2 en général. La pellicule peut même encaisser temporairement des charges à plus de 1,2 A/cm2.

 

 

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