Production H2 par électrolyse avec cellules céramiques protoniques
Production H2 par électrolyse avec cellules céramiques protoniques
Stephanie Demaretz
Premiers tests de réversibilité longue durée sur des cellules céramiques à conduction protonique
Les dispositifs d’électrolyse de l’eau basés sur des céramiques à conduction protonique développés dans le cadre du projet PROTEC (PCEC/PCFC) sont potentiellement plus durables que leurs analogues opérant à hautes températures et devraient, de par leur principe de fonctionnement, présenter une excellente réversibilité.
De l’élaboration des matériaux à la mise à l’échelle et aux tests de dispositifs
La stratégie développée dans le cadre de PROTEC consiste à mener en parallèle l’optimisation des matériaux et des interfaces, la mise en forme, la mise à l’échelle et le test des dispositifs par une démarche incrémentale à partir de matériaux de référence. La séquence de procédés actuellement utilisée associe un co-coulage en bande de l’électrode à hydrogène et de l’électrolyte et un dépôt de l’électrode à air par spray ou sérigraphie (figure 1). Ce procédé industrialisable a permis de mettre en forme des cellules de taille significative et représentative qui présentent des caractéristiques microstructurales appropriées.
Vers des cellules réversibles performantes et durables
Des premiers tests de performance, de stabilité et de réversibilité (mode électrolyse – mode pile à combustible) ont été réalisés sur une cellule de référence NiO-BZCY181 // BZCY181 // BZCY181- PBSCF // PBSCF. En particulier, un test d’une durée de 1000h (figure 2) a consisté en une succession de plus de 50 cycles de durées variables. Lors de ce cyclage le taux de dégradation s’est avéré relativement faible et a été attribué à une augmentation de l’impédance totale de la cellule de 1.5 à 1.6 W.cm2. L’analyse post mortem a montré une évolution de la microstructure de l’électrode à air et une contamination significative au chrome. Au cours de ce cyclage, l’effet régénératif du passage en mode pile à combustible après un fonctionnement en mode électrolyse a également été démontré.
Gilles Taillades, ICGM / Coordinateur du projet PROTEC
