Thèse soutenue

Réactivité interfaciale des composés à base de CeO2 dans des dispositifs électrochimiques hybrides fonctionnant à haute température
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : André Grishin
Direction : Armelle RinguedéMichel Cassir
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physico-chimie
Date : Soutenance le 19/02/2019
Etablissement(s) : Paris Sciences et Lettres (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche de chimie Paris - Institut de recherche de chimie Paris
Equipe de recherche : Interfaces, Electrochimie-Energie (I2E)
établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure de chimie (Paris)
Jury : Président / Présidente : Christel Laberty-Robert
Examinateurs / Examinatrices : Caroline Pirovano
Rapporteurs / Rapporteuses : Fabrice Mauvy, Gilles Taillades

Résumé

FR  |  
EN

Cette étude a pour objet les piles à combustible à haute température qui se différencient par la nature de l’électrolyte : oxyde solide (SOFC) et carbonates fondus (MCFC). Malgré la maturité actuelle de ces technologies, la dégradation à haute température des matériaux freine un développement à grande échelle. Nous nous sommes essentiellement penchés l’évolution des systèmes SOFC. Ce travail s’intéresse tout d’abord à l’élaboration par dépôt de couches atomiques (ALD) d’oxyde de cérium dopé à l’yttrium (connu pour ses propriétés électrocatalytiques à l’anode) et leur caractérisation électrochimique, afin de mettre en évidence l’influence de leur microstructure sur la réactivité sous atmosphère réductrice d’hydrogène. L’orientation de ces couches a montré une augmentation significative de leur réactivité. Dans un deuxième temps nous avons étudié des électrolytes composites oxyde-carbonates et, plus particulièrement, l’évolution de leur comportement électrique sous différentes conditions expérimentales se rapprochant du fonctionnement des SOFC. Nous avons pu en déduire les mécanismes régissant la conductivité ionique sous atmosphères variées et mis en évidence l’intérêt d’une couche mince entre anode et électrolyte dans une cellule unitaire. Dans les deux cas des résultats très significatifs ont été obtenus permettant d’envisager des systèmes hybrides SOFC/MCFC, incluant des couches minces fortement orientées, compétitifs par rapport aux dispositifs existants.