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Chapitre I : Etude bibliographique 15
structure dense (c’est à dire une porosité inférieure à 4% de porosité ouverte) et être
imperméable aux gaz utilisés comme carburant et comburant. [Gordon], [Manning, 1997],
[Sammes, 1997], [Charpentier, 2000]
Le Tableau I-2 présente les différents matériaux utilisables comme électrolyte
Tableau I-2 : Propriétés de matériaux pour l'électrolyte
matériau dopant % molaire
de dopant
Conductivité
(Ω -1 .m -1 )
Energie
d’activation
(kJ/mol)
Gamme* de
température de
fonctionnement
(°C)
ZrO2 Y2O3 8 10 96 1000
ZrO2 Sc2O3 10 25 62 1000
CeO2 Y2O3 20 5,5 26 700
CeO2 Sm2O3 20 11,7 49 700
Bi2O3 10 500
Bi2O3 1 500
*Cette gamme est valable pour une épaisseur standard d’environ 500µm
Le Bi2O3 et la CeO2 stabilisé ont une meilleure conductivité ionique que la zircone
stabilisée à l’oxyde d’yttrium mais celle-ci est fortement influencée par la pression partielle
d'oxygène, et en atmosphère réductrice ou oxydante, l’électrolyte présente une conductivité
mixte.
b) Anode :
L'anode est le lieu de la réaction électrochimique du carburant, de ce fait, elle doit
avoir une bonne stabilité chimique, morphologique et dimensionnelle en atmosphère
réductrice et ne pas être sensible aux variations de pression d’oxygène. Par ailleurs, elle doit
présenter une conductivité électronique suffisante en atmosphère réductrice à la température
de fonctionnement afin de minimiser les pertes ohmiques. [Gordon], [Minh, 1993]
La porosité doit être suffisante pour permettre le transport des gaz vers les sites
réactifs mais ne doit pas restreindre la tenue mécanique. Son activité catalytique doit être
suffisante pour permettre une oxydation électrochimique efficace.
Cet environnement permet l'utilisation de métaux. Comme la composition du
carburant change pendant le fonctionnement, le métal utilisé ne doit pas s'oxyder au contact
des composants entrants mais aussi au contact des composants sortants. Aux températures de