Note publique d'information : La pile à combustible à oxyde solide qui permet de transformer l'énergie chimique
en énergie électrique, est l'une des solutions envisagées pour résoudre la crise énergétique
grâce à son rendement global élevé et son fonctionnement sans aucun rejet dans l'environnement.
Ces dernières années, des apatites dont la formule est La9,33+x(SiO4)6O2+3x /2 ont
été développées en tant qu'électrolyte pour la pile de type SOFC fonctionnant à température
intermédiaire. Il est possible d'améliorer les propriétés électriques des apatites
par le dopage en site de Si4+. Parmi ces matériaux, le matériau La10Si5,8Mg0,2O26,8
présente une bonne propriété électrique. Les objectifs de cette étude sont d'étudier
les processus de synthèse du matériau La10Si5,8Mg0,2O26,8 , d'utiliser ce matériau
synthétisé pour élaborer par projection plasma l'électrolyte de la pile à combustible
et enfin de rechercher les procédés les mieux adaptés pour préparer des cellules complètes
de pile combustible de type SOFC comprenant cet électrolyte. Le matériau La10Si5.8Mg0.2O26.8
a été synthétisé à partir des poudres d'oxydes (La2O3, SiO2 et MgO) par voie solide
et a été utilisé ensuite en tant que précurseur pour la projection thermique. Les
paramètres de frittage ont été optimisés et une gamme de procédures a été établie
pour élaborer ce matériau. La réalisation du dépôt par différents procédés de projection
plasma (APS, LPPS et VLPPS) a été étudié afin les optimiser pour élaborer cet électrolyte.
La recristallisation du dépôt après projection a été étudiée et un processus de traitement
thermique est proposé pour obtenir des dépôts cristallisés et denses. Des cellules
complètes de structure planaire avec l'électrolyte La10Si5,8Mg0,2O26,8 supporté par
le cermet de Ni/Al2O3 ont été finalement élaborées par projection thermique. Les performances
électriques des cellules ont été mesurées à température variant de 600°C à 900°C.
Note publique d'information : Solid oxide fuel cell, which can transfer chemical energy into electrical energy directly,
is treated as a method to solve the global energy crisis because of its high conversion
efficiency and environmental friendship. In recent years, apatite-type lanthanum silicate
(La9,33+x(SiO4)6O2+3x /2 ) has been developed as a electrolyte materials for the IT-SOFC.
It is possible to improve the electrical properties by doping in Si4+ sites. Among
these materials, La10Si5.8Mg0.2O26.8 represents good electrical property. The objective
of this study is to investigate the preparation of the electrolyte La10Si5.8Mg0.2O26.8
by plasma spraying and trying to prepare the complete solid oxide fuel cell with this
electrolyte. The material La10Si5.8Mg0.2O26.8 was synthesized from the oxides (La2O3,
SiO2 and MgO) by the solid-state route for its use during the thermal spraying using
optimized sintering parameters. The fabrication of coating La10Si5.8Mg0.2O26.8 by
plasma spraying (APS, LPPS and VLPPS) was investigated to find methods of preparing
the electrolyte La10Si5.8Mg0.2O26.8 of solid oxide fuel cell. The complete and planar
cell with electrolyte La10Si5.8Mg0.2O26.8 supported by the Ni/Al2O3 cermet was prepared
by thermal spraying. The electrical performances of cells were measured at temperatures
from 600 °C to 900 °C.
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