Robust Monolithic Reversible Solid Oxide Cell
(Projet-ANR-22-CE05-0030)

Octobre 2022 - Septembre 2026

Partenaire IMN du projet : Clément NICOLLET  (équipe ST2E)

Coordinateur :
SRT Microcéramique Vendôme
Partenaires :
Laboratoire de Mécanique Gabriel Lamé (Lamé Orléans)
Institut de Chimie de la Matière Condensée (ICMCB Bordeaux)
Institut de Recherche sur les Céramiques (IRCER Limoges)
ENGIE

Personnels IMN impliqués :
Annie LE GAL LA SALLE (CR CNRS)

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L’électrolyse haute température (SOEC) se présente comme une technologie à fort potentiel pouvant se positionner comme une solution pertinente pour plusieurs marchés à moyen/long terme (2025 – 2030), principalement : (i) la production d'H2 à grande échelle grâce à son rendement énergétique élevé lorsque la chaleur externe est disponible, (ii) le « Power-to-X » en couplant la SOEC avec des réacteurs chimiques pour produire plusieurs combustibles/liquides tels que l'ammoniac, le méthanol et l'acide formique, (iii) le « Power-to-Power » grâce à sa capacité à opérer de manière réversible entre les modes SOEC (électrolyse) et SOFC (pile à combustible).

D'un point de vue industriel, les principaux aspects à prendre en compte sont les performances, la durabilité, la capacité de mise à l'échelle/de fabrication et la flexibilité opérationnelle (température, composition du gaz d'alimentation, gaz produit, etc.). En particulier, la durabilité est un aspect critique pour la plupart des applications SOEC qui doit être considéré avec une grande attention car il a un impact direct sur la viabilité économique d’une majeure partie des solutions commerciales émergeantes incorporant la technologie SOEC. Pour répondre à ces aspects, ce projet nommé RROC vise à développer et à optimiser une technologie SOEC de rupture basée sur une cellule à échelle industrielle qui intégrera des architectures innovantes ainsi que des matériaux SOEC alternatifs via des processus évolutifs et compétitifs. Ces architectures innovantes visent également une production industrielle standardisée basée sur l'expertise des partenaires du projet RROC, tout en atteignant des niveaux de performance et de durabilité proches de l'état de l'art actuel et compatibles avec une commercialisation pour les trois principaux marchés d’intérêt cités auparavant.

Cette architecture innovante de SOFC/SOEC repose ici sur trois grandes approches originales :

- Optimisation de la conception des cellules et sélection des matériaux à partir de la modélisation thermomécanique des systèmes dans les conditions opératoires,
permettant une amélioration de la durabilité
- Conception monolithique correspondant à des propriétés thermochimiques plus élevées, obtenue par le processus de co-coulage de bandes,
permettant une amélioration de la durabilité et une réduction des coûts
- Procédé de mise en forme simple (co-coulage ou sur-coulage de bandes) des cellules afin de limiter le nombre d'étape de production et le coût de production,
permettant une production à faible coût