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14 Chapitre I : Etude bibliographique
(I-2)
(I-3)
H 2
2 →2H + + e−
Anode
1 −→O
2
O 2+ 2e
2−
Cathode
(I-4) H2 + 1O2 →2H
+ + O2−
→H
2O
Réaction globale
2
L’hydrogène passe par l’anode et libère deux électrons qui se dirigent vers le circuit
externe pour l’alimenter en électricité. Les électrons migrent ensuite vers la cathode où la
réduction de l’oxygène de l’air en O 2- a lieu. Les ions oxygène migrent par la suite par
conductivité ionique à travers l’électrolyte pour venir réagir avec les protons H +
exothermiquement en produisant de l’eau.[Stevens et al, 1995], [Desportes et al, 1994]
Il est important de souligner le fait que la conductivité ionique requise pour
l’électrolyte détermine la température d’utilisation de la pile. Pour les SOFCs, celle-ci est
généralement comprise entre 700 et 1000°C.
Notons aussi que pour générer une puissance élevée, il est nécessaire de relier les piles
en série avec d’autres piles par l’intermédiaire de séparateurs bipolaires métalliques car la
tension produite par une pile à combustible est inférieure à 1 Volt. Pour cet assemblage,
l’anode d’une pile est connectée avec la cathode d’une autre pile par le biais d’une plaque
bipolaire.
I.2.2.2 Caractéristiques des SOFCs :
Chaque constituant de la pile possède une conductivité thermique, électrique et
ionique.
a) Electrolyte :
L’électrolyte doit posséder une bonne stabilité chimique, mécanique et structurale en
atmosphère réductrice ou oxydante. Par ailleurs, il est nécessaire qu’aucun changement de
phase ne s’opère entre la température ambiante et la température de fonctionnement.
Il doit posséder une très bonne conductivité ionique à la température de
fonctionnement, conjuguée à une conductivité électrique quasi nulle. Il doit aussi avoir une