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Integration of Innovative Oxide Materials in an IT-SOFC: elaboration and electrochemical characterisations of planar anode-supported solid oxide fuel cells

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Auteur(s) : MORANDI A
Organisme : UNIVERSITE BORDEAUX I-SCIENCES TECHNOLOGIES, INSTITUT DES MATERIAUX JEAN ROUXEL, ADEME, ICMCB, EIFER
Collection : Expertises
Description : avril 2013 - 198 p.
Type de contenu : These

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Résumé : Cette thèse vise à évaluer le potentiel d'un nouveau couple cathode / électrolyte pour une application en IT-SOFC (700 ℃), par le biais de l'élaboration et du test de cellules à anode support de configuration planaire. Les matériaux concernés sont l'électrolyte BaIn0.3Ti0.7O2.85 (BIT07), de structure perovskite, et les nickelates de terres rares Ln2-xNiO4+ (LnN, Ln = La, Nd, Pr) en tant que cathodes ; ces matériaux ont montré des propriétés prometteuses dans des travaux préliminaires effectués à l'IMN et l'ICMCB. La première partie de cette thèse porte sur la mise en place d'un protocole d'élaboration de cellules complètes utilisant des techniques bas coûts et industrialisables (cellules de taille 3 x 3 cm2) : l'anode Ni / BIT07 a été élaborée par coulage en bande, l'électrolyte BIT07 par vacuum slip casting et les cathodes par sérigraphie. Les mesures électrochimiques réalisées sur une première génération de cellules ont mis en évidence la nécessité d'ajouter une couche barrière de GDC entre les cathodes LnN et l'électrolyte BIT07. Les meilleures performances ont été obtenues pour une cellule BIT07 / Ni | BIT07 | GDC | PrN, avec une densité de puissance à 700 ℃ et 0.7 V de 176 mW cm2 pour une faible résistance de polarisation de 0. 29 © cm2. La principale limitation des performances a été identifiée comme étant la résistance interne du banc de test, donnant lieu à des valeurs de résistances séries anormalement élevées. Cette cellule a été opérée avec succès durant plus de 500 heures sous courant, avec néanmoins une vitesse de dégradation extrapolée élevée de l'ordre de 27 % / kh.

Détails

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Mots-clés : PILE A COMBUSTIBLE, ELECTROCHIMIE, ANALYSE PHYSICOCHIMIQUE
Éditeur : Lambert Academic Publishing
Date de mise en ligne : avril 2013
Date d'édition : avril 2013
Langue : FR
Type de support : pdf/A4
Cible(s) concernée(s) : Entreprises et Monde Agricole, Recherche et Innovation
Public : Monde de la recherche