Les objectifs des travaux menés dans le cadre du projet Système Pile à combustible ne concernent pas la pile à combustible elle-même en tant que générateur électrochimique mais l'environnement de la pile et son utilisation dans des applications transports. En effet celles-ci imposent des contraintes fortes tant au point de vue dynamique que des points de vue sécurité de fonctionnement, fiabilité, pollution. Si le principe des piles est bien maîtrisé et que de nombreux travaux ont été menés pour réduire le catalyseur, pour améliorer le rendement théorique et pour réduire la taille des stacks, constituants de base des PàC, indépendamment des coûts qui sont encore largement prohibitifs, l'industrialisation à une grande échelle se heurte à des difficultés technologiques majeurs liés aux auxiliaires : compresseurs, échangeurs thermiques, vannes. Le problème de la production d'hydrogène est loin d'être résolu, et il faut s'intéresser également aux réformeurs, que ce soit à base de méthanol, de gaz naturel ou d'essence.

Par ailleurs, les piles sont des générateurs de forts courants mais sous de faibles tensions. L'énergie n'est pas directement utilisable pour la motorisation du véhicule puisque la réduction des tailles des moteurs et des convertisseurs est facilitée par l'augmentation du niveau de tension dans des limites compatibles avec l'utilisation transport.. Il est donc nécessaire d'insérer entre la PàC et l'utilisation, un convertisseur pour gérer cette énergie.

La Pile à Combustible peut être dimensionnée pour la puissance maximale (comme c'est le cas d'un moteur thermique dans un véhicule conventionnel) ou pour la puissance moyenne (cas de certains véhicules hybrides). La puissance nécessaire pour les accélérations et les vitesses de pointe est fournie par des dispositifs de stockage (batteries, supercapacités) qui permettent de plus de récupérer l'énergie de freinage. Tout cet ensemble nécessite une gestion globale de l'énergie du véhicule et une optimisation. Le schéma du système est résumé sur la figure qui traduit les objectifs globaux de recherche du projet labellisé par le Réseau.

Les piles seront du type PEMFC avec dans un premier temps l'hydrogène pour carburant et l'air comme comburant. Dans une phase ultérieure, il est prévu d'associer directement un réformeur.