Captage et stockage du carbone | Piles à combustible à oxyde solide optimisées
Les piles à combustible sont des dispositifs qui transforment l’énergie développée au cours d’une réaction chimique en énergie électrique. Leur principe de fonctionnement est proche de celui d’une batterie classique, à la différence que si, dans le cas des batteries, les réactifs font partie d’une unité autonome, les piles à combustible sont alimentées en permanence en combustible et en agent oxydant. Fonctionnant à tension constante, une pile à combustible peut ainsi produire de l’électricité indéfiniment (du moins en théorie), au contraire des batteries dont la production d’énergie est limitée dans le temps.
En matière de piles à combustible, CanmetÉNERGIE travaille essentiellement sur la pile à combustible à oxyde solide (SOFC) et, depuis quelque temps, sur son utilisation en vue de produire de l’hydrogène. Utilisant des matériaux céramiques pour les sites de réaction, ces SOFC fonctionnent à très hautes températures – jusqu’à 1 000 oC – et utilisent divers combustibles. De pair avec l’air ou de l’oxygène utilisé comme oxydant, des hydrocarbures liquides tels que de l’huile ou du diesel, du gaz naturel, de hydrogène, du monoxyde de carbone et même de l’ammoniac peuvent alimenter les SOFC pour produire de l’électricité.
Schéma d’une pile à combustible à oxyde solide
Les SOFC présentent plusieurs atouts : leur fonctionnement est très efficace et elles peuvent être combinées à grande échelle pour générer de grandes quantités d’électricité utiles pour la production énergétique. Les températures de fonctionnement très élevées permettent par ailleurs de produire de la vapeur d’eau utilisable aux fins de chauffage ou pour produire davantage d’électricité.
En partenariat avec l’University of Waterloo, CanmetÉNERGIE travaille à la conception de modèles pour caractériser le fonctionnement des SOFC selon diverses configurations et divers modes de fonctionnement. Nous avons aussi entamé des recherches sur la modélisation des processus, ainsi que sur l’utilisation de piles à combustible à oxyde solide pour la production d’hydrogène et d’oxygène.
