Un nouveau matériau pour les piles à combustible

Les piles à combustible dites à haute température (SOFC) sont particulièrement prometteuses en raison de leur haut rendement. Pourtant la température de fonctionnement de 900° Celsius pose des exigences élevées sur les matériaux utilisés, qui n'étaient jusqu'à aujourd'hui pas satisfaites. Des scientifiques du centre de recherche de Julich, en Allemagne, ont développé un alliage métallique particulièrement adapté aux interconnecteurs de ces piles à combustible.

Les interconnecteurs relient les petites unités de la pile entre elles, formant ainsi une grosse unité pouvant fournir une puissance électrique élevée. Il n'était jusqu'à aujourd'hui pas possible de produire à bas coût des interconnecteurs ayant les propriétés électriques et physiques souhaitées. Les interconnecteurs doivent rester d'excellents conducteurs à haute température et avoir un coefficient de dilatation aussi faible que les céramiques qu'ils relient entre elles. Pour y parvenir la méthode standard consiste à adjoindre à l'alliage à base de manganèse et de titane une haute proportion de Chrome. Malheureusement à haute température, le Chrome s'évapore et remonte à la surface de l'alliage, alterant le contact entre la cathode et l'électrolyte.

L'équipe du centre de recherche de Julich a résolu le problème par une sorte d'auprotection. Dès que la pile est en fonctionnement, il se forme sur la surface de l'interconnecteur une couche protectrice de bioxyde de manganese-chrome qui empêche l'évaporation du chrome. En outre cette couche d'oxyde possède une haute conductivité et ne se décolle pas de la surface. Pour parvenir à réaliser l'alliage, l'élément décisif a été l'adjonction de Lanthane.