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Une avancée vers la production d’hydrogène par électrolyse haute température
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Pour relever le défi du stockage de l’électricité, l'hydrogène constitue l'une des voies possibles. Mais encore faut-il pouvoir exploiter cet hydrogène de manière efficace, en le retransformant en électricité, pour répondre à un pic de demande d'énergie.
La nouvelle électrode TCO (triple conducting oxide) permet la circulation de protons, d’électrons et d’ions oxygène permettant la génération d’électricité ou d’hydrogène par un processus réversible, dans une cellule électrochimique à base de céramiques à conduction protonique.
Les micros réseaux ou “microgrids” permettent de maximiser l’utilisation de l’énergie solaire et de l’éolien en rapprochant les lieux de production et de consommation d’électricité. Néanmoins, la gestion de ces multiples sources de production d’électricité intermittentes s’avère extrêmement complexe. Ceci nécessite l’utilisation de technologies d’écrêtage pour stocker l’excès d’énergie et réinjecter de l’électricité dans le réseau en fonction des besoins. Basée sur l’électrolyse, la récente technologie PCEC (protonic ceramic electrochemical cell) serait donc une solution potentielle de conversion d’électricité en hydrogène.
Par le passé, l’électrolyse à haute température a été confrontée à de nombreux challenges techniques, en particulier au-delà de 800°C. À ces températures élevées, non seulement les matériaux d’interconnexion utilisés coûtent cher, mais en plus il se produit une dégradation rapide, ce qui rend la technologie peu compétitive. Le défi est donc de développer des systèmes de matériaux actifs, durables et suffisamment performants pour fonctionner à des températures réduites.
Par ailleurs, « la réaction électrochimique qui se produit à l’électrode d’oxygène est le premier facteur limitant d’une PCEC. La cinétique de réaction à l’électrode d’oxygène détermine directement le taux de production d’oxygène et l’efficacité, de même que la faisabilité de réduire la température de fonctionnement », ajoute le Docteur Ding, ingénieur et chercheur à l’INL.
Ces chercheurs ont réussi à développer une PCEC capable de fonctionner entre 400°C et 600°C avec des performances électrochimiques améliorées. « C’est une grande avancée pour le domaine de l’électrolyse haute température. Ce nouveau prototype de PCEC, avec son rendement de 5 % et sa grande longévité a démontré qu’il était possible de convertir en électricité l’hydrogène généré par électrolyse, de manière réversible et efficace, sans apport extérieur d’hydrogène, de manière autonome », annonce le Docteur Ding.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
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