Préparation par voie sol-gel et caractérisation d'une cellule complète SOFC sur support métallique poreux

par Mathilde Rieu

Thèse de doctorat en Sciences et génie des matériaux

Sous la direction de Florence Ansart.

Soutenue en 2009

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Les potentialités de la voie sol-gel sont utilisées pour mettre en forme un empilement de revêtements de matériaux actifs SOFC (anode, électrolyte, cathode) sur support métallique poreux. Cependant, l'utilisation d'un métal implique une limitation des traitements thermiques à 800°C afin de conserver ses propriétés mécaniques et de limiter sa corrosion. La densification de l'électrolyte n'étant pas possible à cette température, la démarche consiste à préparer deux demi-parties : l'anode sur le métal poreux et la cathode sur l'électrolyte, avant assemblage à l'aide d'une colle céramique. Les matériaux actifs du cœur de pile sont tous synthétisés par voie sol-gel et leurs propriétés fonctionnelles sont évaluées. Le matériau d'anode (NiO-YSZ) est déposé directement par trempage-retrait du métal support dans une barbotine composite. La demi-cellule électrolyte (YSZ) / cathode (La2NiO4+delta) est ensuite réalisée par le même procédé. Après assemblage des deux demi-parties, les premières cellules complètes SOFC sur support métallique poreux sont fabriquées. Les performances électrochimiques sont encore à améliorer mais la faisabilité d'une cellule à métal poreux support est démontrée dans le cadre de cette thèse.

  • Titre traduit

    Preparation by sol-gel route and characterization of a metal supported solid oxide fuel cell


  • Résumé

    In this work, sol-gel route is used to shape ceramic films (anode, electrolyte, cathode) onto a porous metal support in order to prepare Metal Supported Solid Oxide Fuel Cells. However, the use of a metal forbids thermal treatments above 800°C in order to retain mechanical properties and to avoid corrosion. Electrolyte densification is not possible at such a low temperature, so the strategy is to prepare two half parts: anode onto porous metal on one part and cathode onto electrolyte on the other part, before assembling both parts with a ceramic paste. Electrodes and electrolyte materials are synthesized by sol-gel route and their physico-chemical properties are evaluated. In order to shape the anode (NiO-YSZ), the porous metal support is dipped into an optimized anode slurry composition. Half cathodic cell is separately prepared by dip-coating YSZ into a La2NiO4+delta slurry. The two half parts are then assembled in order to prepare the first metal supported solid oxide fuel cells. Electrochemical performances have to be improved but the feasibility of the metal supported cell is clearly demonstrated in this work.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (183 p.)
  • Annexes : Bibliogr. à la fin des chapitres

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2009TOU30151
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