1.6.6. La pile à carbonates fondus (MCFC) :
Le développement des piles à combustible
à carbonates fondus a débuté dans le milieu du
vingtième siècle. Les avantages et les inconvénients de ce
type de pile sont sensiblement les mêmes que dans le cas des SOFC. La
température élevée améliore
énormément la cinétique de la réaction de
réduction de l'oxygène et rend ainsi inutile l'utilisation des
métaux nobles comme catalyseurs. Les systèmes à base des
piles MCFC peuvent atteindre des rendements supérieurs à 50%,
voir supérieurs à 70% lorsqu'ils sont combinés à
d'autres générateurs. De plus, les MCFC peuvent utiliser une
large gamme de carburant (grâce au reformage interne), et ne sont pas
sensibles à la contamination par CO ou CO2 comme c'est le cas pour les
piles à basses températures. Les réactions ayant lieu dans
ce type des piles sont les suivantes:
A l'anode, avec un catalyseur fait d'un alliage nickel-chrome /
nickel-aluminium, on a la réaction:
2 H2 + 2 CO32- ?2 H2O + 2 CO2 + 4 e-
et à la cathode, avec un catalyseur d'oxyde de nickel, on
a:
O2 + 2 CO2 + 4 e- ? 2 CO32-
Ici, du dioxyde de carbone et de l'oxygène sont
consommés à la cathode et l'ion de carbonate (CO3 2-)
voyage de la cathode à l'anode.
L'électrolyte est fait d'un mélange de
carbonates de métaux alcalins (carbonates de lithium, de potassium et de
sodium) retenus par une matrice céramique d'oxyde d'aluminium et de
lithium (LiAlO2). Les plaques bipolaires sont faites d'acier inoxydable
recouvert de nickel du côté de l'anode. Le choix des
matériaux est extrêmement important, en raison de la nature
hautement corrosive de l'électrolyte et de la température de
fonctionnement très élevée. [1,2]
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