Mémoires de Fin d’Etudes
Etablissement
Université de Biskra - Mohamed Khider
Affiliation
Département de Génie Electrique
Auteur
Saadaoui, Rima
Directeur de thèse
Bahri Mbarak (Maitre de conférence)
Filière
Génie Electrique et Informatique
Diplôme
Doctorat
Titre
Modélisation d’une pile à combustible de type solide oxyde à chambre unique
Mots clés
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Résumé
Les piles à oxyde solide ont été étudiées de manière intensive au cours des deux dernières décennies. Les principaux efforts face à la réduction de la température de travail de 1000 ° C à environ 600 ° C afin de réduire le coût en raison de la exigence de matériaux robustes avec des propriétés électriques adéquates et électrochimiques, stabilité thermique, et en raison des problèmes technologiques, en particulier étanchéité entre les chambres anodique et cathodique. Plus récemment, un nouveau type de périphérique nommé "Single Chambre piles à oxyde solide" (SCFC) a été proposé. Dans un tel dispositif, contrairement aux dispositifs classiques SOFC, l’anode et la cathode sont exposés à un mélange gazeux de combustible (Hydrocarbure) et l’oxydant (air), de sorte que l’étanchéité avec électrolyte n’est pas nécessaire. Leur principe d’exploitation est basé sur les différentes activités catalytiques de l’anode et de la cathode: idéalement, l’anode doit être active pour l’oxydation du combustible tandis que la cathode ne doit présenter une forte activité pour l’électro-réduction de l’oxygène. Les développements les plus significatifs et les premières réalisations de SCFC ont été réalisées par T. Hibino qui a proposé une critique de la pile SCFC . Dans les premiers développements de dispositifs SCFC , les matériaux utilisés dans les piles conventionnelles SOFC ont été utilisés, à savoir YSZ pour l’électrolyte, Ni-YSZ l’anode en cermet et LSM (La0.8Sr0.2MnO3) comme cathode. Dans la pile conventionnelle SOFC, ces matériaux sont maintenant de plus en plus remplacés afin de réduire de façon significative la température de fonctionnement tout en augmentant ou, au moins en maintenant les performances. l’électrolyte YSZ est remplacé par l’oxyde de cérium dopé soit avec le gadolinium (GDC) ou le samarium (SDC). La plupart des anodes sont constitués d’un cermet de l’électrolyte précédent avec du nickel. Pour la cathode, la tendance est d’utiliser des pérovskites dopées au cobalt, soit Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ (BSCF) ou Sm0.5Sr0.5CoO3 (SSC), ou La0.5Sr0.5CoO3 (LSC). Avec ces dispositifs SCFC, en fonction conditions microstructure de la cellule, la géométrie et le débit, la densité de puissance maximale de 700mW/cm2 à 600 ° C ont été atteintes . Le travail attendu consiste donc à modéliser le fonctionnement d’une telle pile à combustible afin de pouvoir proposer et valider certaines modifications dans la quête d’améliorations des performances.
Statut
Validé