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Piles à combustibles, électrolyse haute température et stockage de l’hydrogène

Dans le domaine de « l’énergie » hydrogène, nos activités de recherche portent sur l’élaboration, la mise en forme et la réactivité de matériaux pour piles à combustible et électrolyseurs haute température (SOFC/SOEC/PCFC – Température de fonctionnement 400°C-700°C). Nous nous intéressons également aux matériaux employés pour le stockage solide de ce gaz (hydrure métallique).

Nos axes actuels de recherches sont centrés sur :

  • Le développement de matériaux d’électrolyte à conduction anionique ou protonique
  • Les matériaux électro-catalytique de cathode, les matériaux à conduction mixte ionique et électronique
  • Le cermet anodique et les matériaux pour le reformage de biogaz ou de gaz fossiles hydrogénés à l’anode
    GDC-Ni ; SDC-Ni ; BCZY-Ni

Développement d’interconnecteurs métalliques pour pile à combustible (PAC) et électrolyseur à oxydes solides

  • Etude des alliages chromino-formeurs, aciers bas Cr, alliages base Ni
  • Etude de la réactivité à haute température / évaluation de la résistance spécifique de surface en atmosphère simple et duale
  • Caractérisations des produits de corrosion (DRX, MEB, MET, XPS, SIMS) couplage éventuel avec du marquage isotopique
  • Impact de revêtements sur le comportement à haute température

Développement d’hydrure intermétallique pour le stockage d’hydrogène

  • Fabrication de poudres par atomisation, mécanobroyage et méthode sol-gel
  • Détermination de la solubilité de l’hydrogène : isothermes de composition sous pression
  • Caractérisation des poudres métalliques et des hydrures métalliques (DRX, MEB, MET)
  • Conception de réservoir hybride et prototypage pour véhicules hybrides pile à combustible

Développement de matériaux à conduction anionique ou protonique pour pile à combustible

  • Synthèse de poudres céramiques par réaction à l’état solide, procédé hydrothermal et méthode Pechini
  • Elaboration de demi-cellules et de cellules complètes par co-coulage puis co-frittage
  • Détermination des performances éléctrochimiques en fonctionnement
  • Réactivité des matériaux de cellule : interactions électrode – électrolyte – interconnecteur
  • Marquage isotopique pour l’étude de la diffusion de l’oxygène et de l’hydrogène

Outils : Four sous atmosphère contrôlée, mesure électrique in-situ, équipement de test en atmosphère duale (Probostat), mesure des performances électrochimiques (Autolab), banc de test en four ouvert (Fiaxell), équipement de marquage isotopique.

Mots-clés : Production d’hydrogène, interconnecteur métallique, matériaux céramiques, composés intermétalliques, conductivité, stockage de l’hydrogène, sol-gel, mécanobroyage, atomisation, synthèse hydrothermale, mesures PCT.

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