Influence de la teneur en strontium sur ...
Type de document :
Autre communication scientifique (congrès sans actes - poster - séminaire...): Communication dans un congrès sans actes
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Titre :
Influence de la teneur en strontium sur les performances des électrodes composites Bi1.5Er0.5O3/La1-xSrxMnO3 pour SOFC basse température
Auteur(s) :
Duffort, Victor [Auteur]
Unité de Catalyse et de Chimie du Solide (UCCS) - UMR 8181
Pajot, Martin [Auteur]
Unité de Catalyse et de Chimie du Solide (UCCS) - UMR 8181
Mountadir, Soukaina [Auteur]
Unité de Catalyse et de Chimie du Solide (UCCS) - UMR 8181
Capoen, Edouard [Auteur]
Unité de Catalyse et de Chimie du Solide (UCCS) - UMR 8181
Mamede, Anne-Sophie [Auteur]
Unité de Catalyse et de Chimie du Solide (UCCS) - UMR 8181
Vannier, Rose-Noelle [Auteur]
Unité de Catalyse et de Chimie du Solide (UCCS) - UMR 8181
Unité de Catalyse et de Chimie du Solide (UCCS) - UMR 8181
Pajot, Martin [Auteur]
Unité de Catalyse et de Chimie du Solide (UCCS) - UMR 8181
Mountadir, Soukaina [Auteur]
Unité de Catalyse et de Chimie du Solide (UCCS) - UMR 8181
Capoen, Edouard [Auteur]
Unité de Catalyse et de Chimie du Solide (UCCS) - UMR 8181
Mamede, Anne-Sophie [Auteur]
Unité de Catalyse et de Chimie du Solide (UCCS) - UMR 8181
Vannier, Rose-Noelle [Auteur]
Unité de Catalyse et de Chimie du Solide (UCCS) - UMR 8181
Titre de la manifestation scientifique :
1ère REUNION PLENIERES de la Fédération HYDROGENE (FRH2) du CNRS
Ville :
online
Pays :
France
Date de début de la manifestation scientifique :
2021-05-31
Discipline(s) HAL :
Chimie/Chimie inorganique
Chimie/Catalyse
Chimie/Catalyse
Résumé :
Les piles à oxyde solide haute température (HT-SOFC) sont généralement composées d’une cathode composite La0.8Sr0.2MnO3 (LSM)/YSZ, d’un électrolyte à base de zircone stabilisée à l’yttrium (YSZ) et d’un cermet nickel/YSZ ...
Lire la suite >Les piles à oxyde solide haute température (HT-SOFC) sont généralement composées d’une cathode composite La0.8Sr0.2MnO3 (LSM)/YSZ, d’un électrolyte à base de zircone stabilisée à l’yttrium (YSZ) et d’un cermet nickel/YSZ à l’anode. En raison de la conductivité limitée de la zircone stabilisée, des températures de fonctionnement élevées (> 700 °C) sont nécessaires pour atteindre la mobilité ionique requise. Les difficultés d’élaboration de ces dispositifs sont à l’origine des efforts développés pour abaisser la température de fonctionnement. Le remplacement d’YSZ par de l’oxyde de bismuth stabilisé à l’erbium (ESB) dans le compartiment cathodique et par de la cérine stabilisée (GDC) dans le compartiment anodique, deux matériaux présentant des conductions ioniques bien supérieures à YSZ, a permis d’obtenir des gains de performances importants, atteignant des densités de puissance de ~1 W cm-2 à 650 °C [1]. A la suite de ces travaux, plusieurs groupes ont cherché à améliorer ce type de SOFC en optimisant la microstructure ou la fabrication de la cathode mais en gardant la composition utilisée pour les piles à combustible classiques, La0.8Sr0.2MnO3 [2]. Dans ce travail, nous nous intéressons au rôle de la teneur en strontium dans La1‑xSrxMnO3 sur la résistance spécifique de surface (ASR) d’électrodes composites LSM/ESB. Les compositions x = 0.15, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8 ont été évaluées pour déterminer l’influence de la structure, des propriétés de transport électronique ou encore du rapport Mn3+/4+. En utilisant la diffraction des rayons X, l’analyse thermogravimétrique et la spectroscopie de diffusion des ions de basse énergie (LEIS), nous avons démontré que, contrairement à ce qui est observé à haute température où la ségrégation de l’oxyde de strontium à la surface des électrodes est le processus de désactivation principal, à plus basse température, c’est l’oxydation de surface de LSM qui limite la dissociation de l’oxygène. L’activité catalytique des cathodes a été évaluée par spectroscopie d’impédance sur des cellules symétriques avec un électrolyte d’ESB. Nous avons ainsi pu mettre en évidence à 500 °C, par rapport à la composition classiquement utilisée, une diminution d’un facteur 2 de la résistance spécifique de surface avec pour composition La0.6Sr0.4MnO3, plus riche en strontium [3]. Remerciements Cette étude a été menée grâce au soutien du Fonds Européen de Développement Régional (FEDER), du CNRS, de l’Université de Lille, de la Région Hauts de France, du Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche et de l’Agence Nationale de la Recherche (BIBELOT ANR-18-CE05-0001).Lire moins >
Lire la suite >Les piles à oxyde solide haute température (HT-SOFC) sont généralement composées d’une cathode composite La0.8Sr0.2MnO3 (LSM)/YSZ, d’un électrolyte à base de zircone stabilisée à l’yttrium (YSZ) et d’un cermet nickel/YSZ à l’anode. En raison de la conductivité limitée de la zircone stabilisée, des températures de fonctionnement élevées (> 700 °C) sont nécessaires pour atteindre la mobilité ionique requise. Les difficultés d’élaboration de ces dispositifs sont à l’origine des efforts développés pour abaisser la température de fonctionnement. Le remplacement d’YSZ par de l’oxyde de bismuth stabilisé à l’erbium (ESB) dans le compartiment cathodique et par de la cérine stabilisée (GDC) dans le compartiment anodique, deux matériaux présentant des conductions ioniques bien supérieures à YSZ, a permis d’obtenir des gains de performances importants, atteignant des densités de puissance de ~1 W cm-2 à 650 °C [1]. A la suite de ces travaux, plusieurs groupes ont cherché à améliorer ce type de SOFC en optimisant la microstructure ou la fabrication de la cathode mais en gardant la composition utilisée pour les piles à combustible classiques, La0.8Sr0.2MnO3 [2]. Dans ce travail, nous nous intéressons au rôle de la teneur en strontium dans La1‑xSrxMnO3 sur la résistance spécifique de surface (ASR) d’électrodes composites LSM/ESB. Les compositions x = 0.15, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8 ont été évaluées pour déterminer l’influence de la structure, des propriétés de transport électronique ou encore du rapport Mn3+/4+. En utilisant la diffraction des rayons X, l’analyse thermogravimétrique et la spectroscopie de diffusion des ions de basse énergie (LEIS), nous avons démontré que, contrairement à ce qui est observé à haute température où la ségrégation de l’oxyde de strontium à la surface des électrodes est le processus de désactivation principal, à plus basse température, c’est l’oxydation de surface de LSM qui limite la dissociation de l’oxygène. L’activité catalytique des cathodes a été évaluée par spectroscopie d’impédance sur des cellules symétriques avec un électrolyte d’ESB. Nous avons ainsi pu mettre en évidence à 500 °C, par rapport à la composition classiquement utilisée, une diminution d’un facteur 2 de la résistance spécifique de surface avec pour composition La0.6Sr0.4MnO3, plus riche en strontium [3]. Remerciements Cette étude a été menée grâce au soutien du Fonds Européen de Développement Régional (FEDER), du CNRS, de l’Université de Lille, de la Région Hauts de France, du Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche et de l’Agence Nationale de la Recherche (BIBELOT ANR-18-CE05-0001).Lire moins >
Langue :
Anglais
Français
Français
Comité de lecture :
Non
Audience :
Nationale
Vulgarisation :
Non
Projet ANR :
Établissement(s) :
Université de Lille
CNRS
Centrale Lille
ENSCL
Univ. Artois
CNRS
Centrale Lille
ENSCL
Univ. Artois
Collections :
Équipe(s) de recherche :
Matériaux inorganiques, structures, systèmes et propriétés (MISSP)
Matériaux pour la catalyse (MATCAT)
Matériaux pour la catalyse (MATCAT)
Date de dépôt :
2021-08-17T14:46:17Z
2021-11-18T14:15:09Z
2021-11-18T14:15:09Z
Fichiers
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