Download or read book Nouveaux mat riaux conduction mixte basse temp rature pour pile combustible de type SOFC base de bismuth written by Martin Pajot and published by . This book was released on 2019 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans le contexte actuel du mix énergétique, les piles à combustible sont des dispositifs prometteurs. Ils permettent de générer de l'énergie électrique à partir d'un combustible par réaction électrochimique mais aussi de produire juste de l'eau comme sous-produit quand le dihydrogène est utilisé comme combustible. Parmi les différents types de pile à combustible actuellement développés, les piles à oxyde solide, Solid Oxide Fuel Cell en anglais, SOFC, présentent l'avantage de fournir une flexibilité importante sur la nature du combustible utilisable (hydrogène, méthane, méthanol, ...) ainsi qu'une résistance accrue aux impuretés (monoxyde de carbone, soufre, ...) comparé aux autres technologies. Toutefois, l'inconvénient de ce type de système est leur température de fonctionnement trop élevée, typiquement au dessus de 700 °C, qui génère des contraintes et des problèmes de durabilité. Cependant, une étude récente a montré qu'en utilisant un électrolyte bicouche, formé à partir d'une phase stabilisée de l'oxyde de bismuth protégée par une couche de cérine dopée, il serait possible d'abaisser les températures de fonctionnement jusqu'à 350 °C. Néanmoins, pour le développement de ce type de dispositif, l'identification de matériaux de cathode bas coût, compatibles avec l'oxyde de bismuth, reste un verrou à lever. La recherche de matériaux de ce type constitue l'objet de ce travail de thèse. Pour l'électrolyte, au regard des travaux réalisés antérieurement, l'oxyde de bismuth stabilisé à l'erbium de formulation (Bi2O3)0,75(Er2O3)0,25, appelé ESB dans le manuscrit, a été choisi. Après une analyse bibliographique des travaux menés sur ce type de pile, l'élaboration de l'électrolyte est décrite dans le deuxième chapitre avec un accent mis sur l'intérêt d'un broyage des oxydes avec de l'acétone pour permettre un abaissement des températures d'accroche des matériaux d'électrode sur l'électrolyte. Dans un second temps, l'étude du manganite de lanthane de formulation La1-xSrxMnO3 (LSM) en composite avec ESB a été reprise. Alors que les travaux antérieurs portaient essentiellement sur les compositions x = 0,15 - 0,20, une large gamme de compositions (x = 0,15 ; 0,30 ; 0,40 ; 0,50 ; 0,60 et 0,80) a été considérée. Après avoir optimisé l'épaisseur de l'électrode ainsi que la proportion entre les deux matériaux constituant le composite pour la composition x = 0,20 (épaisseur optimale comprise entre 50 μm et 60 μm et proportion optimale de 50 % en masse de chaque constituant), des cellules symétriques de type ESB La1 xSrxMnO3|ESB|ESB La1 xSrxMnO3 ont été élaborées. A basse température, la résistance spécifique surfacique est diminuée de presque 50 % lorsqu'un composite ESB La0,60Sr0,40MnO3 est utilisé en regard d'un composite ESB La0,85Sr0,15MnO3, conventionnellement utilisé à haute température. Enfin dans un troisième temps, un grand nombre de matériaux, choisis en fonction de leur paramètres structuraux tels que Ca3Co4O9, Bi2Ca2Co3O9 ou encore Bi2Sr2Co2O9, ou bien de leurs propriétés de conduction électronique tel que Bi2Sr2-xLaxCuO6+δ pour x = 1 et x = 0,40 ou leur propriété de conduction mixte tel que NaBi25Cr10O78 ou encore Bi38Cr7O68 ont été testés. Bien que ces études n'en soient qu'à un stade préliminaire, plusieurs compositions apparaissent prometteuses, en particulier Bi2Ca2Co3O9 ou encore Bi14CrO24, produit de décomposition de Bi38Cr7O68 lui-même intéressant.