Un nouveau concept pour les piles SOFC de prochaine génération
La technologie de pile à combustible permet de produire de l'énergie de manière rentable et propre pour presque n'importe quel dispositif ayant besoin d'électricité. Basées sur des matériaux d'oxyde solide ou céramique peu coûteux, les piles SOFC sont une autre technologie de pile à combustible qui est également modulaire et efficace. Elles présentent un grand potentiel pour une large gamme d'applications, allant de l'utilisation comme unités d'alimentation auxiliaire dans les véhicules à la génération d'énergie en mode stationnaire. Le fonctionnement à températures très élevées leur donne des rendements électriques très élevés et une grande souplesse concernant le combustible, deux facteurs qui contribuent aussi à leur intérêt économique. Malgré son potentiel, la technologie SOFC doit encore murir sur certains aspects pour satisfaire aux besoins en performances des applications mobiles et portables. Le scellement haute intégrité des couches métalliques servant d'interconnexions entre les cellules individuelles constitue un obstacle significatif à la commercialisation plus large des piles SOFC. Dans le cadre du projet MMLRC=SOFC (Working towards mass manufactured, low cost and robust SOFC stacks), financé par l'UE, des chercheurs ont conçu une solution qui utilise du métal en feuille mince de manière à minimiser le couplage du stress thermochimique entre la pile SOFC et les cadres d'interconnexion métallique. Le nouveau concept améliore la capacité de cyclage thermique et réduit la dégradation des interconnexions. De plus, il stimule les performances des piles SOFC car la force nécessaire pour assurer les contacts est maintenant indépendante de la force nécessaire pour assurer l'étanchéité au gaz des joints. Les exigences du cyclage thermique dans les piles SOFC légères sont importantes, car les temps de démarrage de la plupart des applications mobiles sont courts. La même chose s'applique également aux dispositifs portables qui doivent être opérationnels dans un délai très court. Par conséquent, le problème le plus important concernant le démarrage rapide est la gestion du stress thermique. La compensation des stress de gradients de température et la mise en œuvre de joints de verre améliorés permettent de fabriquer des piles SOFC avec des hauts niveaux de qualité. La nouvelle architecture proposée du projet avec des stress thermiques réduits permettra d'obtenir des piles SOFC légères et plus fiables à coûts réduits.
Mots‑clés
Piles SOFC, technologie de pile à combustible, MMLRC=SOFC, stress thermochimique, cyclage thermique
