Etude de surface d'électrodes Ni-cermet dans des conditions d'électrolyse à vapeur à température intermédiaire
Surface study of Ni-cermet electrodes under intermediate temperature steam electrolysis conditions
Électrolyse de l'eau
Nickel sur de l’oxyde de cérium dopé au gadolinium
Dégradation
Cellules d'électrolyse à oxyde solide (SOEC)
NAP-XPS
NEXAFS
Nanoparticules de cérium dopées au nickel
Water electrolysis
Nickel-doped ceria
Degradation
Solid Oxide Electrolysis Cells (SOEC)
NAP-XPS
NEXAFS
Nickel ceria nanoparticles
541.3
Eau -- Électrolyse
Électrochimie
Électrodes métal-oxyde
Oxydes de cérium
Gadolinium
Catalyseurs au nickel
Les cellules d'électrolyse à oxyde solide (SOEC) sont des dispositifs électrochimiques à haute température dans lesquels l'eau se dissocie en hydrogène et en oxygène sous un potentiel appliqué. La technologie SOEC offre un potentiel énorme pour la production future massive d’hydrogène et montre une grande dynamique pour devenir compétitive sur le plan commercial par rapport à d’autres technologies d’électrolyse (par exemple, l’électrolyse à membrane polymère ou alcaline), mieux établies mais plus coûteuses et moins efficaces. Ceci est principalement dû au fait que l'augmentation de la température de fonctionnement permet de réduire considérablement la demande en énergie électrique, ce qui permet des rendements de conversion d'énergie électrique à chimique élevés. À la baisse, les dispositifs des pays de l’Europe centrale et orientale jusqu’à présent ne sont toujours pas viables commercialement, principalement en raison de la difficulté à trouver des matériaux qui répondent aux exigences de haute performance et de durabilité aux températures de fonctionnement élevées. L'objectif général de cette thèse est de traiter les deux inconvénients majeurs qui entravent la pénétration de la technologie SOEC sur le marché de l'énergie, à savoir les taux de dégradation élevés et le coût des équipements. La dégradation de la voltage au cours du vieillissement de la cellule est l’indicateur de performance qui se traduit par une augmentation du overpotential qu’il faut appliquer à une cellule d’électrolyse afin de maintenir une production constante d’hydrogène.
Solid Oxide Electrolysis Cells (SOEC) are high temperature electrochemical devices where water dissociates to hydrogen and oxygen under an applied potential. SOEC technology has a huge potential for future mass production of hydrogen and shows great dynamics to become commercially competitive against other electrolysis technologies (e.g. alkaline or polymer membrane electrolysis), which are better established but more expensive and less efficient. This is mainly due to the fact that by increasing the operating temperature the demand in electrical energy is significantly reduced, allowing high electrical-to-chemical energy conversion efficiencies. On the downside, up to now SOECs devices are still not commercially viable mainly due to the difficulty to find materials that fulfill the high-performance and durability requirements at high operating temperatures. The general objective of this thesis is to deal with the two major drawbacks that hamper the penetration of SOEC technology in the energy market, namely high degradation rates and device cost. Voltage degradation during the ageing of the cell is the performance indicator which is translated in an increase on the overpotential that has to be applied to an electrolysis cell in order to maintain constant hydrogen production.
Electronic Thesis or Dissertation
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12141152
Université de Strasbourg
Strasbourg
2020-12-31
https://theses.hal.science/tel-02991814
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12004997
https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2019/Mewafy_Basma_2019_ED222.pdf
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https://theses.hal.science/tel-02991814
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Mewafy
Basma
1991-04-30
FR
250189127
https://theses.fr/2019STRAF041
2019STRAF041
https://doi.org/10.70675/ce84474bz9c0bz40c5z8822z871e111d4e1d
2019-11-05
Chimie physique
Strasbourg
131056549
Doctorat
Docteur es
non
oui
Zafeiratos
Spyridon
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184396484
Savinova
Elena R.
MADS_PRESIDENT_DU_JURY
075152398
Zafeiratos
Spyridon
MADS_MEMBRE_DU_JURY_1
184396484
Savinova
Elena R.
MADS_MEMBRE_DU_JURY_2
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Piccolo
Christian-Laurent
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Tsiplakides
Dimitrios
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Gallet
Jean-Jacques
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Piccolo
Christian-Laurent
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Tsiplakides
Dimitrios
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École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
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156504081
Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (Strasbourg ; 1997-....)
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Zafeiratos
Spyridon
Savinova
Elena R.
Zafeiratos
Spyridon
Savinova
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Piccolo
Christian-Laurent
Tsiplakides
Dimitrios
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Gallet
Jean-Jacques
Piccolo
Christian-Laurent
Tsiplakides
Dimitrios
École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
Institut de chimie et procédés pour l'énergie, l'environnement et la santé (Strasbourg)
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12141152