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Vers la conversion totale de l'hydrogène en électricité

Des scientifiques financés par l'UE ont fait d'importants progrès dans le domaine de la recherche sur les systèmes et les matériaux vers la prochaine génération de piles à combustible à haute efficacité. L'objectif est de convertir l'hydrogène en électricité avec une utilisation à 100% du combustible à une phase.
Vers la conversion totale de l'hydrogène en électricité
Les piles à oxyde solide (SOFC pour solid oxide fuel cells) utilisent une céramique solide comme électrolyte (support conducteur). Il s'agit de dispositifs prometteurs pour la conversion des combustibles en électricité par des procédés électrochimiques et non par la combustion. Cependant, leur efficacité et stabilité sont limitées par plusieurs facteurs.

Les SOFC conductrices de protons ou les piles à combustible à céramique protonante (PCFC) se servent d'un électrolyte conducteur de protons et non d'un conducteur d'ions oxydes et ont le potentiel théorique d'utiliser le combustible à 100%. Cependant, leur stabilité médiocre, leur susceptibilité au frittage et la conductivité protonique à courant continu (CC) des électrolytes candidats ont jusqu'à présent constitué un obstacle à leur développement commercial. Des scientifiques ont lancé le projet financé par l'UE EFFIPRO («Efficient and robust fuel cell with novel ceramic proton conducting electrolyte») dans le but d'utiliser des électrolytes plus stables, dont de l'oxyde de lanthane et de niobium (LaNbO4) pour renforcer la performance PCFC globale.

Un programme de recherche rigoureux a mené à l'identification d'une nouvelle catégorie de céramiques conductrices de protons stables, des alliages tungstène - oxydes de lanthane (LWO pour lanthanum tungsten oxides), comme les meilleurs conducteurs protoniques. Les scientifiques ont eu recours à la technique de dépôt par laser à impulsions (PLD) pour faire un électrolyte LWO avec un support en alliage métallique poreux et une anode fonctionnelle de chromite de lanthane dopé au strontium (LSC). Il s'agit de la première structure PCFC de troisième génération et un brevet a été déposé.

Les PCFC devraient jouer un grand rôle dans les politiques énergétiques futurs étant donné leur potentiel d'efficacité élevée et un fonctionnement à température intermédiaire. EFFIPRO a fait les premiers pas dans cette direction sur la base de catégories innovantes de matériaux et a identifié les problèmes et solutions liés à l'application d'électrolytes en couches minces et des structures d'électrodes compatibles.

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