Hydrogène : ces chercheurs ont mis au point une cellule à oxyde solide très performante
Les systèmes SOEC reposent généralement sur un oxyde solide, ou céramique, pour produire de l'hydrogène et de l'oxygène. Ils utilisent l'eau fournie à la cathode pour séparer l'hydrogène de l'eau dans une unité de séparation externe, les ions hydroxyde circulant à travers un électrolyte aqueux jusqu'à l'anode pour générer de l'oxygène. Les piles à combustible (SOFC), qui les utilisent, sont parmi les plus prometteuses.
Si, comme le soulignent les chercheurs coréens, « la technologie SOEC, ... est considérée comme une technologie de production d'hydrogène à haut rendement qui peut réduire la consommation d'électricité de plus de 25 % par rapport aux autres méthodes d'électrolyse lorsqu'elle est appliquée dans des endroits où la demande en hydrogène est importante. et/ou un important approvisionnement en vapeur, comme les centrales nucléaires, les aciéries, les usines pétrochimiques et les usines de fabrication d'ammoniac » ; elles présentent, cependant, deux inconvénients majeurs : elles restent très onéreuses à produire et des problèmes de dégradation sont observés lors de leur incorporation dans les empilements.
Le coût de fabrication des cellules d’électrolyse à oxyde solide serait significativement abaissé
Les chercheurs de l’Institut coréen de recherche sur l'énergie ont donc développé un nouveau mode de fabrication de plaques séparatrices. Il permet de presser par formage (option différente de l’Institut Fraunhofer qui a opté pour le laminage) plus de 1 000 pièces par jour, là où les unités de production traditionnelles dépassent péniblement la centaine d’unités journalières ; et de ce fait abaissent le coût de fabrication des SOEC de manière sensible.De plus, ils sont parvenus à maximiser la zone de contact entre la cellule et la plaque séparatrice, garantissant (dans l’absolu) des performances plus uniformes, et à sceller les composants empilés via la technologie de brasage. Pour l’un des scientifiques, « cette approche limite le risque de fuites d'hydrogène et contribue à stabiliser ses performances ». Cette amélioration du rendement, concomitante à la baisse des coûts de fabrication, ouvre une voie très intéressante quant à la problématique de coût des piles à hydrogène SOFC.
Une durée de vie à confirmer
Pour l’instant, les chercheurs n’ont pas communiqué sur la durabilité des cellules d’électrolyse ainsi développées. Certes, leur prototype de laboratoire (cellule d'électrolyse à oxyde solide de 8 kW) a fonctionné 2 500 heures en produisant 5,7 kg d'hydrogène par jour ; mais cette expérimentation ne permet pas, pour l’instant, de conclure quant à la résistance à la dégradation de la cellule lors de la constitution d’empilements.C’est probablement cette nécessité, de passer de l’échelle cellule à l’échelle pile (empilement de nombreuses cellules), qui amené l'Institut coréen de recherche sur l'énergie à signer récemment des accords de coopération avec Samsung Electro-Mechanics et Bumhan Industries.
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