Des piles à combustible à oxyde solide plus industrielles

Des équipes de chercheurs français et japonais mettent au point un oxyde de fer et de strontium qui permet aux piles à combustible dites à oxyde solide de fonctionner dès 300°C au lieu de 1 000°C.


Des chercheurs du laboratoire Sciences chimiques de L'École nationale supérieure de chimie de Rennes (ENSCR - UMR CNRS 6226), en collaboration avec une équipe de l'Institut Laue-Langevin, à Grenoble, et de l'Université de Kyoto, au Japon, ont mis au point un nouvel oxyde qui ouvre la voie à des piles à combustible plus industrielles et encore plus efficaces.

Les pile à combustible à oxyde solide produisent de l'électricité à partir d'oxygène et d'hydrogène en ne rejetant que de l'eau. Elles fonctionnement grâce à une couche d'oxyde métallique, placée entre l'air et l'hydrogène, dont le rôle est de transférer les ions oxygène du premier vers le second. C'est la transformation de l'hydrogène en eau qui produit l'électricité. Mais les piles prototypes que l'on réalise actuellement ne fonctionnent qu'à haute température. « Elles ne commencent à produire de l'électricité qu'aux environs de 1 000°C. Et à une telle chaleur, elles s'abîment vite », confit le chimiste rennais Werner Paulus. Sans compter que cet apport d'énergie nécessaire réduit leur intérêt environnemental.

Le nouveau composé mis au point est un oxyde constitué de fer et de strontium, de formule chimique SrFeO2. Il présente l'avantage de réagir avec les ions oxygène dès 280°C. Dès lors, on peut envisager la fabrication de piles à combustible à oxyde solide beaucoup plus durables et surtout nettement moins gourmandes en énergie pour commencer à fonctionner.

Reste que si ce nouvel oxyde est un très bon conducteur d'ions, c'est aussi un excellent conducteur de courant, ce que veulent à tout prix éviter les fabricants de piles à combustible, pour éviter les pertes électriques nuisibles au rendement de la pile. Les chercheurs ne baissent pourtant pas les bras. Le SrFeO2 n'est pour eux qu'une première étape vers d'autres oxydes plus performants encore, qui pourraient fonctionner à température ambiante.

« Avant notre découverte, on ne savait pas comment attaquer le problème. Désormais, en s'inspirant de la structure unique de ce nouvel oxyde, on sait dans quelle direction chercher », estime Werner Paulus. Reste à trouver cet oiseau rare !

Jean-François Prevéraud

Pour en savoir plus : http://www.ensc-rennes.fr

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