Développement de membranes céramiques pour la production de gaz de synthèse : compréhension des mécanismes de transport de l’oxygène

Discipline

Matériaux Céramiques et Traitements de Surface

Classification

Technologie (Sciences appliquées)

Mots-clés libres

Membrane céramique, Matériaux à conductivité mixte

Mots-clés

Gaz de synthèse - Thèses et écrits académiques,

Piles à combustible - Thèses et écrits académiques,

Méthane - Thèses et écrits académiques

L’étude de matériaux à conductivité mixte connaît un intérêt croissant depuis quelques années dans le domaine de l’énergie, principalement lié au développement des électrodes pour les piles à combustible SOFC (Solid Oxid Fuel Cell) ou des réacteurs catalytiques membranaires (CMR) pour le reformage du méthane en gaz de synthèse. Dans ce dernier cas, la réalisation de membranes conductrices mixtes à structures pérovskite du type La₍₁₋ₓ₎SrₓFe₍₁‐ᵧ₎GaᵧO₃‐δ permet la séparation de l’oxygène de l’air avec une sélectivité quasiment infinie sans circuit électrique extérieur. Les mécanismes limitant le transport d’oxygène à travers la membrane ont été étudiés à l’aide d’un dispositif caractérisation original composé de deux électrodes qui permet la mesure du potentiel électrochimique de l’oxygène à la surface de la membrane. Les résultats obtenus avec cette technique originale nous ont permis de mieux cerner les mécanismes limitant le transport d’oxygène à travers la membrane. Cette compréhension des mécanismes de transport a permis d’orienter les recherches vers l’élaboration de nouvelles architectures de CMR, notamment vers des architectures basées sur la modification de l’état de surface des membranes.