Thèse soutenue

Modélisation et validation expérimentale d'un co-électrolyseur de la vapeur d'eau et du dioxyde de carbone à haute température
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Auteur / Autrice : Jérôme Aicart
Direction : Laurent DessemondJérôme LaurencinMarie Petitjean
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Matériaux, mécanique, génie civil, électrochimie
Date : Soutenance le 03/06/2014
Etablissement(s) : Grenoble
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'innovation pour les technologies des énergies nouvelles et les nanomatériaux (Grenoble) - Laboratoire d'électrochimie et de physicochimie des matériaux et des interfaces (Grenoble ; 1995-....)
Jury : Président / Présidente : Gilles Caboche
Examinateurs / Examinatrices : Laurent Dessemond, Jérôme Laurencin, Marie Petitjean, Jan Van Herle, Yann Bultel
Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Lottin, Armelle Ringuede

Mots clés

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Résumé

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Cette étude porte sur la co-électrolyse de H2O et CO2 à 800°C dans une cellule à oxydessolides. Un modèle détaillé a été développé afin de rendre compte des phénomènesélectrochimiques, chimiques, thermiques et de transferts de matière, et introduisant unereprésentation macroscopique du mécanisme de co-électrolyse. Il permet d’estimer lesperformances et les compositions en sortie de cellule. Un protocole expérimental, visant àvalider les principales hypothèses de ce modèle, a été appliqué à deux types de cellulecommerciale à cathode support. À partir de courbes de polarisations, obtenues en électrolyseet en co-électrolyse, ainsi que d’analyses gaz, les densités de courant d’échange, illustrant lescinétiques électrochimiques, ont pu être estimées, et le mécanisme proposé a pu être validé.L’analyse des simulations a permis l’identification des processus limitant la co-électrolyse, laproposition de voies d’optimisation et l’établissement des cartographies de fonctionnement.