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Innovative SOFC Architecture based on Triode Operation

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Une pile à combustible innovante, à trois électrodes

La demande mondiale en énergie ne cesse d'augmenter, et c'est une priorité que d'arriver à la satisfaire de manière propre. C'est dans ce but que des chercheurs européens ont mis au point une nouvelle pile à combustible.

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Les piles à combustible à oxyde solide (SOFC) génèrent de l'électricité en oxydant des hydrocarbures comme du gaz naturel ou un biocarburant. Les SOFC ont une anode, une cathode et un électrolyte constitués d'oxydes solides ou de céramiques. Elles ne fonctionnent qu'à des températures très élevées. Les scientifiques ont rencontré beaucoup de difficultés et de problèmes d'ingénierie pendant le développement, comme le dépôt de carbone et l'empoisonnement de l'anode par le soufre. En dépit de recherches approfondies, aucune avancée révolutionnaire n'a encore été enregistrée en termes de fonctionnement fiable des SOFC. Pour surmonter ces problèmes, les scientifiques du projet T-CELL (Innovative SOFC architecture based on triode operation), financé par l'UE, ont proposé un autre concept de pile à combustible à oxyde solide, basé sur une architecture à trois électrodes. L'idée était d'associer des matériaux tolérants avec un type de cellule permettant de contrôler in situ l'activité électrocatalytique, dans des conditions extrêmes. Les chercheurs ont associé divers métaux avec des matériaux modifiés à base de nickel, connus pour leur tolérance en tant qu'anodes dans les SOFC. Cette configuration est basée sur une troisième électrode, pilotée par un circuit auxiliaire pour assurer le fonctionnement de l'anode et de la cathode. Les chercheurs ont conçu un modèle mathématique détaillé pour tenir compte des processus électrochimiques en jeu dans la cellule à trois électrodes. La conception radicalement nouvelle du projet T-CELL a réduit de près de moitié le taux de dépôt de carbone sur des anodes standard au nickel, prolongeant la durée de fonctionnement de la cellule. Elle a aussi amélioré la puissance des SOFC et leur rendement électrique global. Les travaux du projet ont culminé par la réalisation et le test d'un dispositif prototype à trois électrodes, constitué de cinq unités répétées. L'exploitation commerciale du concept de T-CELL devrait réduire la dépendance envers les combustibles fossiles ainsi que les rejets de gaz à effet de serre. À long terme, ceci améliorera la santé de l'environnement et du public.

Mots‑clés

Énergie, piles à combustible à oxyde solide, biocarburant, T-CELL, triode

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