Chapitre 3 - Université de Bourgogne

Introduction aux SOFCs & Objectifs
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- Le métal
Le métal est le composant qui confère l’activité au catalyseur. La quantité de métal est
généralement comprise entre 1 et 5% en poids par rapport au support.
Les métaux nobles sont souvent utilisés mais leur coût reste un frein à leur utilisation. Parmi
les plus étudiés, on note le platine (Pt), le palladium (Pd) et le rhodium (Rh). D’autres métaux
non nobles tels que le nickel, le cuivre, le fer ou le cobalt ont également été étudiés pour
l’oxydation des hydrocarbures.
Au et al. ont étudié théoriquement l’évolution de l’énergie d’activation des réactions de
craquage et de dissociation du méthane (CH4 CH3* + H*) pour la formation de gaz de
synthèse sur de nombreux métaux (Ru, Os, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au) [54]. Ils ont montré
que le rhodium est le métal qui favorise le plus le craquage du méthane alors que l’argent est
le moins actif. La dissociation du méthane est peu dépendante du métal.
Torniainen et al ont mis en évidence des variations de l’activité catalytique pour quatre
métaux différents supportés sur alumine [55]. La Figure 1-17 montre l’évolution de la
conversion en méthane et sélectivité en hydrogène en fonction du ratio CH4/O2. Le rhodium
est le métal permettant d’obtenir à la fois une conversion et une sélectivité élevées.
Malheureusement son prix reste trop important pour une utilisation à grande échelle. Le
nickel semble intéressant avec des conversions parmi les plus importantes et un rendement en
hydrogène toujours supérieure à 90%. Cela s’explique par l’habilité bien établie du nickel à
craquer le méthane (réaction 1-11).
Figure 1-17 : Evolution de la conversion en méthane et de la sélectivité en hydrogène en fonction du ratio
CH4/O2 pour différents métaux supportés sur alumine à T=300°C
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