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Recycler et valoriser les matériaux contenus dans le cœur des électrolyseurs 

Avec le développement économique à grande échelle prévu des piles à combustible SOFC ou d’électrolyseurs SOEC, il est en essentiel de s’intéresser dès maintenant aux systèmes en fin de vie ou aux rebus de production.
Par exemple, on estime qu’il faudra changer le cœur de l’électrolyseur SOEC (qui représente 30 % du coût total) entre trois et quatre fois sur la durée de vie d’un système (25 ans). Pour un système de 1 MW, c’est à chaque changement 500 kg de déchets qui seront ainsi générés.

Cela pose les problèmes suivants : le recyclage des matériaux contenus dans le cœur de l’électrolyseur et la valorisation de ces déchets.

Le recyclage des matériaux céramiques de piles ou d’électrolyseurs usagés est la branche la plus récente des activités de recherche de la thématique Hydrogène développée au sein de notre laboratoire. Elle a démarré en 2019 grâce au soutien du CNRS dans le cadre des financements de thèse MITI en appui de questions sociétales.

Durant sa thèse, Gudaysew Tsegaye Yenesew a mis au point une méthode pour séparer les éléments valorisables les plus abondants de cellules commerciales, notamment le nickel et la zircone stabilisée à l’yttrium (YSZ) avec un très bon rendement. Une analyse de cycle de vie a aussi été ébauchée, montrant l’intérêt de cette méthode d’un point de vue environnemental.

La suite de la thèse a été effectuée dans le cadre du projet Européen « NOUVEAU » (novel electrode coatings and interconnects for sustainable and safe SOEC) avec la thèse de Valentin Brard (soutenue en septembre 2025) au cours de laquelle la méthode de recyclage a été améliorée permettant de séparer et récupérer, cette fois, l’ensemble des constituants valorisables avec des rendements très élevés. Il a aussi été montré qu’il était possible de réutiliser ces matériaux recyclés pour constituer à nouveau des cellules à oxydes solides.

L’originalité des résultats obtenus sur les six dernières années se concrétisent avec succès par une nouvelle collaboration lancée en décembre 2025 avec l’entreprise Genvia . Dans le cadre de la thèse Cifre de Ana Teresa Sucgang, nous avons de nouveaux défis en s’attaquant au stack, empilement de cellules serties par des joints en verre, développés par Genvia.

Gudaysew Tsegaye Yenesew, Valentin Brard et Ana Teresa Sucgang, les trois doctorants qui ont travaillé sur le sujet, ont été encadrés par Rossen Tchakalov et Patrice Tochon de Genvia ainsi que Annie Le Gal La Salle et Olivier Joubert pour l’IMN.