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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