Publication

Bipolar plates in water electrolysis stacks: understanding basics and electrochemical aspects impacting the energy efficiency during operation

Hubert Girault
2026

Résumé

This tutorial review aims at presenting the concept of electrolysis with a bipolar electrode stack reactor. This design approach is commonly used industrially both for alkaline and PEM water electrolysis for hydrogen production. The goal here is notably to present and discuss the concept of shunt, parasitic and reverse currents, and to show how they affect the faradaic and the energy efficiencies of the electrolysis. These electrolyser design issues largely explain the difficulty to build very large industrial electrolyser plant which are necessary to produce hydrogen at the gigawatt level.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/3f71ae0c-a186-4ec5-b58a-64882b118d4e

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Concepts associés (32)

Production d'hydrogène

La production d'hydrogène, ou plus exactement de dihydrogène, est en grande majorité réalisée par extraction chimique depuis des combustibles fossiles, principalement du méthane, du charbon et de coupes pétrolières. La production de dihydrogène par cette voie présente l'avantage d'un coût compétitif, mais l'inconvénient d'être à l'origine d'émissions de non biogénique, qui dépassent généralement dix kilogrammes de par kilogramme d'hydrogène produit.

Électrolyse de l'eau

L'électrolyse de l'eau est un procédé électrolytique qui décompose l'eau (HO) en dioxygène et dihydrogène gazeux grâce à un courant électrique. La cellule électrolytique est constituée de deux électrodes immergées dans un électrolyte (ici l'eau elle-même) et connectées aux pôles opposés de la source de courant continu. vignette|Schéma du voltamètre d'Hoffmann utilisé pour l'électrolyse de l'eau. vignette|Schéma fonctionnel de l’électrolyse.

Économie hydrogène

Léconomie hydrogène ou économie de l'hydrogène est le modèle économique dans lequel le dihydrogène (de formule chimique ) servirait de vecteur d'énergie commun pour mutualiser les différents types de production d’énergie et pallier le problème de l’intermittence des énergies renouvelables. Ce principe est envisagé pour la première fois par Jules Verne en 1874, puis de façon plus détaillée par John Burdon Sanderson Haldane en 1923, et l'Allemagne nazie l'utilise pour produire des combustibles synthétiques à partir du charbon.

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