Thèse soutenue

Mise en forme de revêtements sol-gel pour piles à combustible et électrolyseurs haute température
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Auteur / Autrice : Emilie Courtin
Direction : Nathalie PoirotPhilippe BoyChristel Laberty-Robert
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance le 18/10/2011
Etablissement(s) : Tours
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Santé, sciences, technologies (Tours)
Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire d'Electrodynamique des Matériaux Avancés
Jury : Président / Présidente : Philippe Thomas
Examinateurs / Examinatrices : Julie Mougin
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean Marc Bassat, Jean Marie Nedelec

Mots clés

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Résumé

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Cette thèse présente l’élaboration, par voie « sol-gel », d’électrolyte YSZ et d’électrode LSCF pour piles à combustibles et électrolyseurs haute température. Il s’agit de diminuer la température de fonctionnement de ces systèmes tout en conservant des performances suffisantes. Pour cela, l’épaisseur de l’électrolyte est diminuée (~ 10 μm) et la microstructure de l’électrode est contrôlée, grâce à l’utilisation du procédé « sol-gel ». Des sols chargés sont synthétisés à partir de solutions « sol-gel » dans lesquelles une poudre est dispersée. Cette voie permet un bon contrôle de la taille et de la stoechiométrie des particules en solution. Les sols chargés ont une viscosité suffisamment élevée pour déposer, par trempage-retrait, des films homogènes dans une large gamme d’épaisseur (5-20 μm) sur différents supports. Pour mettre en oeuvre les électrolytes denses, deux voies sont développées : une voie en milieu alcoolique et une voie en milieu aqueux, particulièrement intéressante d’un point de vue environnemental. L’influence du traitement thermique, du support, de la composition des sols et de leur stabilité sur la microstructure des couches est étudiée. On veut obtenir des films les plus denses possibles, sans porosité ouverte. Des sols chargés de LSCF sont également synthétisés à partir d’un liant préparé par voie « polymère » et de poudre issue de ce même liant, cristallisée dans la phase pérovskite pure. L’influence de la composition du sol sur la qualité des films est étudiée. Les performances des films déposés dans cette étude ont été mesurées en cellule complète afin d’évaluer leurs propriétés aussi bien en fonctionnement SOFC qu’en fonctionnement EHT.