Research in the field of Solid Oxide Fuel cells and Solid Oxide Electrolyser cells at UCCS

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Nouvelles phases d'Aurivillius, conductrices bidimensionnelles par ions oxydes

SIGLEAvailable from INIST (FR), Document Supply Service, under shelf-number : TD 81037 / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueFRFranc

Préparation par spin coating d’électrolyte bicouche Er0.5Bi1.5O3 sur CGO pour SOFC basse température

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Gd0.1Ce0.9O1.95/Er0.5Bi1.5O3 bilayered electrolytes fabrication and characterization for LT-SOFC

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Abaissement de la température d’accroche de cathodes innovantes pour piles à combustible à oxyde solide (SOFC) par greffage chimique

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Design of new cathodes for low temperature Bismuth-based Solid Oxide Fuel Cells

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Fabrication d'électrolytes bicouches ESB/GDC pour piles à combustible à oxyde solide basse température

International audienceAlors que les propriétés de conduction de la zircone stabilisée à l’yttrium (YSZ) imposent des températures de fonctionnement supérieures ou égales à 700°C pour les piles à combustible à oxyde solide, en 2011, Eric Wachsman de l’Université du Maryland annonce la possibilité d’abaisser ces températures de fonctionnement à 350 °C en utilisant un électrolyte bi-couche à base d’oxyde de bismuth (ESB), excellent conducteur par ions oxyde mais peu stable sous hydrogène, associé à une couche protectrice de cérine, stable sous hydrogène mais pouvant présenter de la conduction mixte sous atmosphère réductrice. En 2013 [2], il annonce la commercialisation de dispositifs capables de fonctionner à 550°C, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives aux phases dérivées de l’oxyde de bismuth, largement étudiées à l’UCCS mais délaissées ces dernières années du fait de leur instabilité sous atmosphère réductrice malgré des conductivités ioniques supérieures à la plupart des conducteurs par ions oxyde. Dans le cadre du projet ANR BIBELOT ANR-18-CE05-0001, dans le but de rechercher de nouveaux matériaux de cathode pour ce type de dispositif et de pouvoir les tester, nous avons considéré dans un premier temps l’élaboration d’un électrolyte bi-couche GDC/ESB. La composition Er0.5Bi1.5O3 a été retenue pour ESB et Gd0.1Ce0.9O1.95 pour GDC. Nous présenterons ici les premiers résultats obtenus par spin coating sur un électrolyte dense de GDC d’une encre préparée à partir d’une poudre d’ESB obtenue par co-précipitation d’une solution de nitrate en milieu basique, d’éthanol et de polyvinylbutyral (PVB).[1] E.D. Wachsman, K.T. Lee, Science 2011 , 334, 935.[2] Am. Ceram. Soc. Bull. 2013, 92

Elaboration de nouvelles cathodes de piles à combustible de type SOFC à base d’oxyde de bismuth

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A tribute to Edmond Payen: A singular vision between academia and industry

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Evidence of Surface Properties by Isopropanol Decomposition Reaction and NH3‐TPD over Ni−Fe Spinel Nanoparticles Prepared via Hydrothermal Route

International audienceIn this work, surface properties evaluated by catalytic conversion of isopropanol and by ammonia Temperature Programmed Reduction (NH3-TPD) over ferrite spinel nanoparticles was investigated. Bulk NiFe2O4 with specific surface area 114 m2/g and crystallites size 6 nm was prepared by hydrothermal synthesis using nitrates as precursors. X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, specific surface area by B.E.T, Scanning Electron Microscopy (SEM) and X-ray energy dispersive microanalysis (EDS), Transmission Electron Microscopy (TEM) and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) techniques were used for their structural and textural characterizations. The reducibility by hydrogen at variable temperatures was investigated by Temperature Programmed reduction (H2-TPR) and Thermal Gravimetric Analysis-Differential Scanning Calorimetry (TGA-DSC). The total acidity and acid strength distribution was determined by NH3-TPD. The synthesized oxide showed the presence of mixed phases containing the inverse spinel structure NiFe2O4 as the major phase and iron oxide α- Fe2O3 as an additional phase. It was shown that the surface of the powder was richer in Ni2+ species. The surface acidity (Brönsted and Lewis) determined by NH3-TPD showed that the number of acidic sites increased dramatically with the temperature. The catalytic conversion of isopropanol yields both acidic and redox/basic sites were available. A good correlation between textural, structural, redox and acid-base properties of catalyst is established.Dans ce travail, les propriétés de surface évaluées par conversion catalytique de l'isopropanol et par réduction programmée en température de l'ammoniac (NH3-TPD) sur des nanoparticules de ferrite spinelle ont été étudiées. Le NiFe2O4 massif avec une surface spécifique de 114 m2/g et des cristallites de 6 nm a été préparé par synthèse hydrothermale en utilisant des nitrates comme précurseurs. La diffraction des rayons X (XRD), la spectroscopie Raman, la surface spécifique par B.E.T, la microscopie électronique à balayage (SEM) et la microanalyse dispersive en énergie (EDS), la microscopie électronique à transmission (TEM) et la spectroscopie photoélectronique à rayons X (XPS) ont été utilisées pour leurs caractérisations structurelles et texturales. La réductibilité par l'hydrogène à des températures variables a été étudiée par réduction programmée en température (H2-TPR) et par analyse thermogravimétrique et calorimétrie à balayage différentiel (TGA-DSC). L'acidité totale et la distribution de la force acide ont été déterminées par NH3-TPD. L'oxyde synthétisé a montré la présence de phases mixtes contenant la structure spinelle inverse NiFe2O4 comme phase principale et l'oxyde de fer α- Fe2O3 comme phase supplémentaire. Il a été montré que la surface de la poudre était plus riche en espèces Ni2+. L'acidité de surface (Brönsted et Lewis) déterminée par NH3-TPD a montré que le nombre de sites acides augmentait considérablement avec la température. La conversion catalytique de l'isopropanol donne lieu à la présence de sites acides et de sites redox/basiques. Une bonne corrélation entre les propriétés texturales, structurelles, redox et acide-base du catalyseur est établie