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La pile à combustible SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) est actuellement une voie de production d’énergie extrêmement attrayante pour le futur. De nombreux pays s’investissent dans le développement de ces générateurs, et ce malgré plusieurs verrous technologiques à lever impérativement pour une émergence commerciale de cette technologie. Le CEA Le Ripault développe actuellement une nouvelle génération de joints céramiques fonctionnant à 900 °C pour répondre à la problématique d’étanchéité de ces systèmes.
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Présentation de la technique de projection plasma
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1. Contexte : les piles à combustible haute température
Séchel METHOUT et Luc BIANCHI sont ingénieurs chercheurs au CEA (Commissariat à l’énergie atomique).
1.1 Généralités sur les piles SOFC
Sur les SOFC : Piles à combustible de P. Stevens et coll.
Dans le domaine des nouvelles technologies pour l’énergie, les piles à combustible (PAC) connaissent un essor considérable ces dernières années. En effet, le rendement théorique de ces systèmes ainsi que leur faible impact sur l’environnement placent les PAC au cœur de la recherche mondiale. Les applications de ces technologies sont nombreuses : transport, production d’électricité décentralisée, auxiliaires de puissance... . Les PAC SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) fonctionnent à haute température (généralement de 700 à 1 000 °C) et présentent l’avantage d’accepter une grande variété de combustibles sans être particulièrement sensibles à leur pureté.
La figure présente le fonctionnement d’une PAC.
Une cellule de PAC est thermodynamiquement limitée à une différence de potentiel maximale de 1,23 V alors que l’intensité débitée sera variable en fonction de la surface réactive de la cellule. Aussi, pour atteindre les objectifs de puissance dictés par le marché (de quelques milliwatts à plusieurs mégawatts), des empilements de plusieurs cellules en série couramment appelés « stacks » sont réalisés et connectés entre eux en série et/ou en parallèle selon les caractéristiques du signal recherché en sortie. Cette fonction est assurée par des éléments conducteurs appelés « plaques bipolaires » (ou interconnecteurs). Les interconnecteurs relient la cathode d’une cellule à l’anode de la suivante afin d’assurer un chemin de conduction électrique au sein de l’empilement.
Plusieurs verrous technologiques doivent cependant être levés avant de voir ces technologies émerger à grande échelle sur le marché. Nous pouvons citer le...
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Contexte : les piles à combustible haute température
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Solid Oxide Fuel Cells VI - The Electrochemical Society ; proceedings volume 99-19 ; Singhal Dokiya (1999).
-
(2) - Solid electrolyte fuel cell - Brevet n° US 5,399,442, 21/03/1995.
-
(3) - Solid oxide fuel cells - Brevet n° US 5,185,219 (1993).
-
(4) - Solid oxide fuell cell having vias and a composite interconnect - Brevet US 6,051,330 ; 18/04/2000.
-
(5) - Planar solid oxide fuel cell stack with metallic foil interconnect - Brevet US 6,106,967 ; 22/08/2000.
-
(6) - Fuel cell assembly - Brevet US 6,274,258 B1 ; 14/08/2001.
-
(7) - BIANCHI (L.) et al - Des...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
WO/2006/048573, 11 mai 2006, Module de pile à combustible à interconnecteurs flexibles (fuel cell module provided with flexible interconnectors).
WO/2006/048574, 11 mai 2006, Module de pile à combustible, son procédé de fabrication et unité contenant plusieurs de ceux-ci (fuel cell module, method for the production thereof and a unit comprises a number thereof).
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