Filières de piles à combustible - Piles alcalines et à haute température

1 - Présentation des diverses familles

2 - Piles alcalines (AFC)

• 2.1 - Fonctionnement
  Figure 1 - Mécanisme de dégradation de l’électrode à air par le CO2 Figure 2 - Surface externe d’une électrode à air après dégradation par suite d’un fonctionnement avec de l’air non décarboné
• 2.2 - Développement

3 - Piles à acide phosphorique (PAFC)

4 - Piles à carbonates fondus (MCFC)

• 4.1 - Bref historique
• 4.2 - Fonctionnement
• 4.3 - Effet de la pression
• 4.4 - Autodissociation du milieu : notion d’oxoacidité
• 4.5 - Constitution des piles MCFC : état de l’art, améliorations
  Figure 4 - Représentation schématique d’une MCFC Tableau 2
• 4.6 - Situation actuelle et programmes
  Figure 5 - Système MCFC de 59-MW à Gyeonggi, Hwasung, Corée du Sud
• 4.7 - Applications connexes

5 - Piles céramiques protoniques (PCFC)

• 5.1 - Généralités
• 5.2 - Matériaux
  Figure 6 - Comparaison des différents types de cathode
• 5.3 - État de l’art et perspectives
  Figure 7 - Performances des PCFC avec différents combustibles Figure 8 - Fonctionnement d’une PCFC en mode réversible Tableau 3

6 - Piles à oxyde solide (SOFC)

• 6.1 - Généralités
  Figure 9 - Schéma de principe d’une cellule élémentaire de pile à combustible à oxyde électrolyte solide
• 6.2 - Matériaux
  Figure 10 - Variation de la conductivité ionique d’oxydes électrolytes solides en fonction de l’inverse de la température absolue Figure 11 - Variation de la conductivité électrique en fonction de l’inverse de la température absolue de solutions solides La1 – xSRxMO3 – δ avec M = Mn, Co, Cr, Fe Figure 12 - Caractéristiques densité de courant-surtension de réduction de l’oxygène de l’air sur différents matériaux de cathodes à 800 °C
• 6.3 - Aspects technologiques et performances
  Figure 13 - Cellule élémentaire tubulaire avec tube support en zircone stabilisée [Siemens-Westinghouse] Figure 14 - Assemblage de cellules élémentaires tubulaires [Siemens-Westinghouse] Figure 15 - Comparaison des caractéristiques de densité de courant-potentiel de cellules à configuration tubulaire selon la nature des supports des matériaux actifs Figure 16 - Assemblage de cellules dans la configuration plane [Siemens] Figure 17 - Assemblage de cellules dans la configuration monolithique Tableau 4 Tableau 5
• 6.4 - Compagnies impliquées dans la commercialisation de SOFC

7 - Aspects environnementaux

8 - Conclusion