Technologie : Vers des piles à combustible plus performantes

Technologie en plein boom, les piles à combustible semblent promises à un bel avenir. Ces dispositifs permettent en effet de produire de l'électricité à partir d'oxygène et d'hydrogène en ne rejetant que de l'eau. Plusieurs pistes sont actuellement explorées pour trouver celle qui aura le meilleur rendement. Parmi elles, la pile dite à oxyde solide pourrait bien tirer son épingle du jeu. D'autant que des chercheurs du laboratoire "Sciences chimiques de Rennes" (1), en collaboration avec une équipe de l'Institut Laue Langevin, à Grenoble, et de l'université de Kyoto, au Japon, ont mis au point un nouvel oxyde qui ouvre la voie à des piles plus efficaces encore.

À la base du fonctionnement de ce type particulier de pile à combustible, on trouve une couche d'oxyde métallique. Intercalée entre l'air et l'hydrogène (2), son rôle est de transférer les ions oxygène du premier vers le second. La transformation de l'hydrogène en eau produit alors la précieuse électricité. Problème: les piles que l'on parvient à réaliser actuellement nécessitent un énorme apport de chaleur pour fonctionner. "Elles ne commencent à produire de l'électricité qu'à 1 000 °C environ, explique le chimiste rennais Werner Paulus. Et à une telle chaleur, elles s'abîment vite." Sans compter que cet apport d'énergie réduit leur intérêt environnemental.

C'est là qu'entre en jeu le nouveau composé, un oxyde constitué de fer et de strontium, de formule chimique SrFeO2. Son énorme atout, c'est justement de pouvoir réagir avec ces mêmes ions oxygène dès 280 °C. Une prouesse impensable jusque-là. Le potentiel du nouveau venu est donc énorme: il prépare l'arrivée de piles à la fois plus robustes dans le temps et moins gourmandes en chaleur pour fonctionner.

Seul hic: le nouvel oxyde est certes un très bon conducteur d'ions, mais il est aussi un excellent conducteur de courant. Une dernière caractéristique que cherchent à tout prix à éviter les concepteurs de piles à combustible, faute de quoi une partie de l'électricité générée est perdue. Mais rien de décourageant pour les chercheurs. Bien au contraire: le SrFeO2 n'est pour eux qu'une première étape vers d'autres oxydes plus performants encore. Et ils ne cachent pas leur intention d'en trouver même un jour qui puissent fonctionner à température ambiante. "Avant notre découverte, on ne savait pas comment attaquer le problème, raconte Werner Paulus. Désormais, en s'inspirant de la structure unique de ce nouvel oxyde, on sait dans quelle direction chercher." Le composé parfait est peut-être à portée de main.


Notes:

(1) Laboratoire CNRS / Université Rennes-I / Éc. nat. sup. chimie Rennes / Insa Rennes.

(2) L'hydrogène peut être produit à partir d'hydrocarbures ou d'eau.


Source: CNRS
Illustration: Wikipedia


http://www.kyoto-u.ac.jp/en

Institut Laue-Langevin

L'Institut Laue-Langevin (ILL), nommé ainsi en l'honneur des physiciens Max von Laue (physicien allemand 1879-1960) et Paul Langevin (physicien français 1872-1946) est un organisme de recherche international, il a été fondé en 1967 par la France et l'Allemagne.
Ces deux pays ont été rejoints en 1973 par le Royaume-Uni, puis par l'Espagne (1987), la Suisse (1988), l'Autriche (1990), la Russie (1996), l'Italie (1997), la République tchèque (1999), en 2005 par la Hongrie et la Suède et en 2006 par la Belgique et la Pologne. Le site est implanté dans la même enceinte que l'ESRF et au laboratoire européen de biologie moléculaire, sur le polygone scientifique de Grenoble.
Il comprend un réacteur de recherche utilisé pour produire des faisceaux de neutrons. Ceux-ci permettent de sonder la matière. C'est la source de neutrons la plus intense du monde et c'est donc un instrument scientifique de tout premier ordre pour la communauté internationale. Plusieurs instruments sont placés tout autour du cœur du réacteur, permettant des applications allant de la physique fondamentale à la biologie.
L'Institut Laue Langevin est un institut de service : son rôle premier est de fournir du temps de faisceau de neutrons aux scientifiques utilisateurs, de passage pour leurs expériences. Ceux-ci obtiennent ce temps de faisceau, la mise à disposition du matériel adéquat, et l'expertise des scientifiques et techniciens sur place, après acceptation de leur proposition d'expérience par un comité d'experts scientifiques (une expérience retenue sur deux, environ). Plus de 90 % des expériences sont attribuées à des chercheurs venant d'un institut, centre de recherche, ou université d'un des pays finançant l'institut (France, Allemagne, Royaume-Uni, Espagne, Suisse, Autriche, Russie, Italie, République Tchèque, Suède, Hongrie, Belgique et Pologne). Le "temps de faisceau", c'est-à-dire le temps que les utilisateurs peuvent passer sur les installations, est déterminé par la contribution de chaque pays. Celle de la France est d'environ un tiers.
L'institut emploie 450 personnes dont 70 chercheurs, une vingtaine de doctorants, plus de 200 techniciens, 50 administratifs et 60 spécialistes de l'exploitation et de la sûreté. Son personnel compte environ 65% de Français, 12% d'Allemands et 12% de britanniques. Chaque année, quelque 2000 chercheurs venus de 45 pays utilisent la source de neutrons de l'ILL, pour un total d'environ 800 expériences par an.
L'ILL est membre de l'EIROforum.