Thèse soutenue

Optimisation d'une cellule élementaire de SOFC pour un fonctionnement en reformage interne progressif sans dépôt de carbone

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Auteur / Autrice : Jean-Marie Klein
Direction : Yann BultelSamuel Georges
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des procédés
Date : Soutenance en 2008
Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

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Résumé

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La pile à combustible est un générateur électrochimique au rendement énergétique élevé qui convertit directement l’énergie chimique en énergie électrique. La température de fonctionnement élevée de la SOFC peut permettre l’utilisation de combustibles variés tels que le gaz naturel constitué en grande partie de méthane. En effet, le méthane peut être alors reformé au cœur de l’anode pour former l’hydrogène in situ. Le matériau d’anode le plus abouti est un cermet composé de nickel et de zircone (Ni-YSZ). Le verrou technologique principal à lever lors d’une alimentation par des hydrocarbures sur ce type de matériau concerne le dépôt de carbone empoisonnant l’activité électrocatalytique de l’anode. La démarche générale a été d’étudier par une approche de modélisation le comportement d’une cellule dite à architecture classique en reformage interne direct et suivant le principe du reformage interne progressif décrit pour la première fois au LEPMI par Philippe Vernoux en 1998. Une architecture innovante a ensuite été étudiée, ce qui a mené à la conception d’une cellule de SOFC permettant le fonctionnement en reformage interne progressif sans dépôt de carbone (120 heures).