Chapitre 3 - Université de Bourgogne

Introduction aux SOFCs & Objectifs
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électrique de 82 S.cm -1 à 800°C sous PO2 = 10 -19 atm [19]. Les résistances de polarisation
associées à cette famille sont généralement de l’ordre de 3 Ω.cm² sous hydrogène à 1000°C
[20]. Ces différentes observations rendent l’utilisation de titanates impossible en tant
qu’anode seule mais possible dans le cas d’un cermet.
Les chromites dopées en strontium sur le site A (LSC) possèdent des propriétés
électrochimiques très modestes, résultant en une faible conductivité ionique et très souvent à
une faible adhérence sur les supports céramiques d’électrolyte [21]. Les résistances de
polarisation associées aux chromites sont généralement très élevées même à haute
température [22]. L’addition de Mn en site B permet (LSCM) permet d’améliorer de façon
importante les caractéristiques électrochimiques, la stabilité ainsi que la compatibilité avec les
céramiques d’électrolyte [23]. Ce dopage permet également d’abaisser les résistances de
polarisation. A titre d’exemple, une anode déposée sur YSZ et constituée de
La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3-δ a montré une valeur de 0.9 Ω.cm² sous hydrogène à 925°C [24].
Malheureusement, la conductivité électrique restant faible, l’utilisation en tant que cermet
avec notamment le nickel ou le cuivre [25, 26] reste inévitable.
II.5.3 Cathode: Critères & Matériaux
La cathode est l’électrode où a lieu la réaction de réduction électrochimique de l’oxygène. La
cathode est généralement décrite comme étant l’élément présentant la résistance de
polarisation la plus importante causée par une activité électrochimique limitée pour la
réduction de l’oxygène. Le cahier des charges est le suivant :
- Une activité électrochimique importante pour la réduction de l’oxygène.
- Une conductivité électronique élevée de l’ordre de 100 S.cm -1 à 700°C.
- Une conductivité ionique supérieure à 10 -2 S.cm -1 à 700°C pour assurer un flux d’ions
oxygène jusqu’à l’électrolyte.
- Une chute ohmique (ou résistance de polarisation) de 0.1 Ω.cm² à 700°C
- Une stabilité thermique à haute température en présence d’oxygène.
- Une bonne compatibilité chimique (absence de réactivité) et mécanique (coefficient
d’expansion thermique) avec l’électrolyte.
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