Description du projet
Définir des tests de stress accélérés pour des piles à combustibles à oxyde solide et des électrolyseurs plus durables
Une pile à combustibles à oxyde solide est une batterie qui permet de générer de l’énergie de manière propre et efficace à partir d’un combustible. En mode électrolyseur, elle peut générer de l’hydrogène à partir de vapeur et d’électricité. Les tests de stress accélérés mettent délibérément le catalyseur à l’épreuve pendant une courte période afin d’évaluer la stabilité des nouveaux matériaux sans avoir à les utiliser sur une longue période dans une pile à combustibles opérationnelle. Le projet AD ASTRA, financé par l’UE, entend définir des protocoles d’essais accélérés sous contrainte, déduits d’une compréhension systématique des mécanismes de dégradation des composants vieillissants des piles à oxyde solide opérant à la fois en mode pile à combustibles et en mode électrolyse. L’accent sera mis sur la résolution des problèmes liés aux électrodes de combustibles et d’oxygène et aux pertes de contact dans les interconnexions.
Objectif
AD ASTRA aims to define Accelerated Stress Testing (AST) protocols deduced from a systematic understanding of degradation mechanisms of aged components in solid oxide cell (SOC) stacks, operating in both fuel cell and electrolysis modes. In particular, fuel and oxygen electrode issues and interconnect contact loss will be tackled.
The project will build upon relevant information harvested in FCH JU projects, as well as make use of many samples taken from stacks operated in the field for thousands of hours, supplied by leading European SOC manufacturers across the two application areas CHP and P2X (combined heat&power generators and power-to-commodity energy storage).
The approach to harnessing the intricate phenomena causing critical performance degradation will be based upon a methodical analysis of in-service performance data correlated with post-operation states, augmented by a dual-focus campaign targeting macroscopic stack testing procedures as well as specific component ageing tests. The probabilistic nature of degradation will be captured by slimming down deterministic simulation models through conception and integration of stochastic correlations between (nominal/accelerated) operating conditions and degradation effects, based on statistically significant data obtained from field-tests and purposely generated experiments. Stochastic interpretation will thus serve the physical description of dominant SOFC degradation mechanisms in CHP and P2X operation, but allowing rapid estimation of remaining useful stack life.
The combined results will be translated to validated test protocols that allow quantifying and predicting degradation in SOCs as a function of test aggravation, defining appropriate transfer functions between stress-accelerating and real-world conditions. The overall project approach will be formalized for adoption by the relevant standards-developing organisations.
Champ scientifique
- natural scienceschemical scienceselectrochemistryelectrolysis
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectrical engineeringpower engineeringelectric power generationcombined heat and power
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsfuel cells
Mots‑clés
Programme(s)
Régime de financement
RIA - Research and Innovation actionCoordinateur
00196 Roma
Italie