😮 Rejoignez nos [ 6.000 abonnés ]
Comment réduire sa facture d'énergie ? [ gratuit ]
mardi, août 18, 2026
  • Connexion
Enerzine.com
  • Accueil
  • Energie
    • Electricité
    • Marché Energie
    • Nucléaire
    • Pétrole
    • Gaz
    • Charbon
  • Renouvelable
    • Biogaz
    • Biomasse
    • Eolien
    • Géothermie
    • Hydro
    • Hydrogène
    • Solaire
  • Technologie
    • Batterie
    • Intelligence artificielle
    • Matériaux
    • Quantique
    • Recherche
    • Robotique
    • Autres
      • Chaleur
      • Communication
      • Fusion
      • Graphène
      • Impression
      • Industrie énergie
      • Industrie technologie
      • Laser
      • Nanotechnologie
      • Optique
  • Environnement
    • Carbone
    • Circulaire
    • Climat
    • Déchets
    • Durable
    • Risques
    • Santé
  • Mobilité
    • Aérien
    • Infrastructure
    • Logistique
    • Maritime
    • Spatial
    • Terrestre
  • Habitat
  • Insolite
  • GuideElectro
    • Sommaire
    • Maison
    • Chauffage
    • Bricolage
    • Jardin
    • Domotique
    • Autres
      • Isolations
      • Eclairage
      • Nomade
      • Loisir
      • Compostage
      • Médical
  • LaboFUN
    • Science
    • Lévitation
    • Globe
Aucun résultat
Voir tous les résultats
  • Accueil
  • Energie
    • Electricité
    • Marché Energie
    • Nucléaire
    • Pétrole
    • Gaz
    • Charbon
  • Renouvelable
    • Biogaz
    • Biomasse
    • Eolien
    • Géothermie
    • Hydro
    • Hydrogène
    • Solaire
  • Technologie
    • Batterie
    • Intelligence artificielle
    • Matériaux
    • Quantique
    • Recherche
    • Robotique
    • Autres
      • Chaleur
      • Communication
      • Fusion
      • Graphène
      • Impression
      • Industrie énergie
      • Industrie technologie
      • Laser
      • Nanotechnologie
      • Optique
  • Environnement
    • Carbone
    • Circulaire
    • Climat
    • Déchets
    • Durable
    • Risques
    • Santé
  • Mobilité
    • Aérien
    • Infrastructure
    • Logistique
    • Maritime
    • Spatial
    • Terrestre
  • Habitat
  • Insolite
  • GuideElectro
    • Sommaire
    • Maison
    • Chauffage
    • Bricolage
    • Jardin
    • Domotique
    • Autres
      • Isolations
      • Eclairage
      • Nomade
      • Loisir
      • Compostage
      • Médical
  • LaboFUN
    • Science
    • Lévitation
    • Globe
Aucun résultat
Voir tous les résultats
Enerzine.com
Aucun résultat
Voir tous les résultats
Les piles à combustible à l'épreuve du microscope électronique

Les piles à combustible à l’épreuve du microscope électronique

par La rédaction
9 décembre 2023
en Electricité, Energie

L’observation à l’échelle nanométrique de l’évolution de la microstructure des composants d’une pile à combustible pendant son fonctionnement est désormais une réalité. Cette réalisation, rendue possible grâce à une expérience inédite de microscopie électronique à transmission, est une étape cruciale pour optimiser la durée de vie et l’efficacité de ces convertisseurs d’énergie.

Les dispositifs de conversion énergétique, tels que les batteries, les électrolyseurs ou les piles à combustible, sont des systèmes complexes composés de plusieurs matériaux différents. Au cours de leur utilisation, la microstructure de ces matériaux peut évoluer sous l’effet de conditions parfois extrêmes, entraînant souvent une baisse de performance, voire de sécurité du système. Il est donc essentiel de caractériser et de quantifier ces évolutions pour mieux comprendre les mécanismes en jeu et optimiser leurs performances.

Les piles à combustible à oxyde solide (SOFC)

Les piles à combustible à oxyde solide (SOFC) sont des dispositifs qui produisent un courant électrique en consommant du dihydrogène (H2), un des vecteurs de la transition énergétique. Avec l’eau comme seul produit de réaction, les SOFCs sont pressenties pour jouer un rôle important dans la décarbonation des énergies.

Leur microstructure évolue dans le temps en raison des températures de fonctionnement élevées, de la présence de gaz réducteurs et oxydants, et d’une forte polarisation électrique. Ces conditions réactionnelles sont particulièrement difficiles à reproduire au sein des équipements de caractérisation microstructurale classiques.

Dispositif expérimental placé dans la chambre d’un TEM environnemental et qui permet d’observer à l’échelle nanométrique l’évolution de la microstructure des composants d’une pile à combustible pendant son fonctionnement. © Matthieu Bugnet & Thierry Epicier

Une approche innovante pour l’observation des PACs

Des scientifiques de laboratoires français, suisse et asiatique, en collaboration avec deux entreprises européennes, ont mis en place une approche innovante qui permet d’observer à l’échelle nanométrique l’évolution de la microstructure des composants de ces piles pendant leur fonctionnement. Leur stratégie combine la réalisation d’une expérience modèle dans la chambre d’un microscope électronique en transmission environnemental, à des tests de validation à l’échelle macroscopique.

En mettant en contact une cellule cathode-électrolyte-anode et un système micro électromécanique (MEMS) de chauffage et de polarisation dans la chambre du microscope, ils ont pu établir une corrélation directe entre les conditions environnementales (pression et nature du mélange gazeux, température), la tension électrique de la cellule et l’évolution microstructurale, à l’échelle nanométrique.

Des résultats prometteurs

Ces résultats apportent de précieuses informations sur l’impact de l’état d’oxydation de l’anode et de sa morphologie sur les propriétés électriques de la pile. Ils permettent notamment de suivre l’état du catalyseur de nickel à la surface de l’anode, composant essentiel au rendement de la cellule, lors de son exposition à l’oxygène et à l’hydrogène.

En synthèse

Cette étude, parue dans la revue Nature Communications, ouvre un nouveau champ de possibilités pour étudier les voies de dégradation qui affectent ces dispositifs de conversion énergétique. Elle marque une étape importante dans la compréhension des mécanismes qui régissent le fonctionnement des piles à combustible et pourrait contribuer à l’optimisation de leur durée de vie et de leur efficacité.

Pour une meilleure compréhension

1. Qu’est-ce qu’une pile à combustible à oxyde solide (SOFC) ?

Une pile à combustible à oxyde solide (SOFC) est un dispositif de conversion énergétique qui produit un courant électrique en consommant du dihydrogène (H2). Elle est composée d’une cathode, d’une anode et d’un électrolyte solide. Les SOFC sont considérées comme une solution prometteuse pour la décarbonation des énergies, car leur seul produit de réaction est l’eau.

2. Quels sont les défis liés à l’étude des piles à combustible ?

Les piles à combustible sont des systèmes complexes composés de plusieurs matériaux dont la microstructure évolue sous l’effet de conditions extrêmes, comme des températures élevées, la présence de gaz réducteurs et oxydants, et une forte polarisation électrique. Il est difficile de reproduire ces conditions réactionnelles dans les équipements de caractérisation microstructurale classiques.

3. Quelle est l’approche innovante utilisée pour observer les piles à combustible ?

Des scientifiques ont développé une approche innovante qui permet d’observer à l’échelle nanométrique l’évolution de la microstructure des composants des piles à combustible pendant leur fonctionnement. Cette approche combine la réalisation d’une expérience modèle dans la chambre d’un microscope électronique en transmission environnemental, à des tests de validation à l’échelle macroscopique.

4. Quels sont les résultats obtenus grâce à cette approche ?

Les résultats permettent de suivre l’état du catalyseur de nickel à la surface de l’anode, composant essentiel au rendement de la cellule, lors de son exposition à l’oxygène et à l’hydrogène. Ils apportent également de précieuses informations sur l’impact de l’état d’oxydation de l’anode et de sa morphologie sur les propriétés électriques de la pile.

5. Quelles sont les implications de cette étude pour l’avenir des piles à combustible ?

Cette étude ouvre un nouveau champ de possibilités pour étudier les voies de dégradation qui affectent les dispositifs de conversion énergétique. Elle pourrait contribuer à l’optimisation de la durée de vie et de l’efficacité des piles à combustible en permettant une meilleure compréhension des mécanismes qui régissent leur fonctionnement.

Principaux enseignements

Enseignement
Les piles à combustible à oxyde solide (SOFC) sont des dispositifs de conversion énergétique prometteurs pour la décarbonation des énergies.
L’étude des piles à combustible est complexe en raison de l’évolution de la microstructure des matériaux sous des conditions extrêmes.
Une approche innovante combinant microscopie électronique et tests de validation macroscopiques permet d’observer les piles à combustible en fonctionnement.
Les résultats obtenus apportent des informations précieuses sur l’impact de l’état d’oxydation de l’anode et de sa morphologie sur les propriétés électriques de la pile.
L’étude permet de suivre l’état du catalyseur de nickel à la surface de l’anode lors de son exposition à l’oxygène et à l’hydrogène.
Il s’agit de la première preuve du concept qu’une pile à combustible peut être analysée en conditions operando dans un microscope électronique en transmission environnemental.
Cette étude ouvre un nouveau champ de possibilités pour étudier les voies de dégradation qui affectent les dispositifs de conversion énergétique.
La compréhension des mécanismes qui régissent le fonctionnement des piles à combustible pourrait contribuer à l’optimisation de leur durée de vie et de leur efficacité.
Les scientifiques impliqués dans cette étude proviennent de laboratoires français, suisse et asiatique, en collaboration avec deux entreprises européennes.
L’étude a été publiée dans la revue Nature Communications.

Références

Operando analysis of a solid oxide fuel cell by environmental transmission electron microscopy : Q. Jeangros, M. Bugnet, T. Epicier, C. Frantz, S. Diethelm, D. Montinaro, E. Tyukalova, Y. Pivak, J. Van herle, A. Hessler-Wyser, M. Duchamp.
Nature Communications 2023
https://doi.org/10.1038/s41467-023-43683-4

Article adapté du contenu de l’auteur AVR / source : CNRS

Partager l'article avec :
  WhatsApp   LinkedIn   Facebook   Telegram   Email
Tags: catalyseurconversion energetiquemicroscopie electroniquepiles a combustiblesofc
Article précédent

Les polaritons dominent le transfert de chaleur sous 10 nanomètres

Article suivant

L’oxyde de graphène augmente la résistance du béton de 10%

La rédaction

La rédaction

Enerzine.com propose une couverture approfondie des innovations technologiques et scientifiques, avec un accent particulier sur : - Les énergies renouvelables et le stockage énergétique - Les avancées en matière de mobilité et transport - Les découvertes scientifiques environnementales - Les innovations technologiques - Les solutions pour l'habitat Les articles sont rédigés avec un souci du détail technique tout en restant accessibles, couvrant aussi bien l'actualité immédiate que des analyses. La ligne éditoriale se concentre particulièrement sur les innovations et les avancées technologiques qui façonnent notre futur énergétique et environnemental, avec une attention particulière portée aux solutions durables et aux développements scientifiques majeurs.

A lire également

Le 12 août, l’éclipse fera chuter le solaire de 1 800 MW en France
Energie

Le 12 août, l’éclipse fera chuter le solaire de 1 800 MW en France

il y a 2 semaines
SPIE modernise le bloc 4 de la centrale allemande Staudinger jusqu'en 2028
Electricité

SPIE modernise le bloc 4 de la centrale allemande Staudinger jusqu’en 2028

il y a 3 semaines
Fos-sur-Mer : accord signé pour un hub multi-énergies nucléaire et numérique
Nucléaire

Fos-sur-Mer : accord signé pour un hub multi-énergies nucléaire et numérique

il y a 3 semaines
Des chercheurs réalisent le contrôle autonome à distance de la puissance d'un réacteur de recherche en temps réel
Nucléaire

Des chercheurs réalisent le contrôle autonome à distance de la puissance d’un réacteur de recherche en temps réel

il y a 3 semaines
TotalEnergies plafonne à nouveau les prix de ses carburants en France
Pétrole

TotalEnergies plafonne à nouveau les prix de ses carburants en France

il y a 4 semaines
Comment l'énergie propre et bon marché peut susciter un secteur énergétique plus équitable
Electricité

Comment l’énergie propre et bon marché peut susciter un secteur énergétique plus équitable

il y a 4 semaines
Une gestion plus intelligente des micro-réseaux pourrait réduire les coûts énergétiques des ménages et les émissions de diesel
Electricité

Une gestion plus intelligente des micro-réseaux pourrait réduire les coûts énergétiques des ménages et les émissions de diesel

il y a 1 mois
Canicule : l'ASNR desserre temporairement les contraintes thermiques du Bugey
Nucléaire

Canicule : l’ASNR desserre temporairement les contraintes thermiques du Bugey

il y a 1 mois
Plus d'articles
Article suivant
L'oxyde de graphène augmente la résistance du béton de 10%

L'oxyde de graphène augmente la résistance du béton de 10%

L'informatique quantique franchit un cap avec 48 qubits logiques

L'informatique quantique franchit un cap avec 48 qubits logiques

La 6mA, une clé pour augmenter la production de biocarburants

La 6mA, une clé pour augmenter la production de biocarburants

Newsletter

Recevez les derniers articles dans votre messagerie 📩

Veuillez confirmer votre abonnement !
Certains champs sont manquants ou incorrects !

Vous avez aimé

  • Rafale : l'effervescence autour du fleuron de Dassault, entre méga-contrat indien et sauts technologiques

    Rafale : l’effervescence autour du fleuron de Dassault, entre méga-contrat indien et sauts technologiques

    148 partages
    Partage 59 Tweet 37
  • Où acheter des lunettes pour l’éclipse : la course contre la montre a commencé

    270 partages
    Partage 108 Tweet 68
  • BYD dévoile la Seal 06 2027 : une berline électrique et hybride bardée de technologies à prix cassé

    37 partages
    Partage 15 Tweet 9
  • Transformer le dioxyde de carbone en une nouvelle génération de plastiques recyclables

    19 partages
    Partage 8 Tweet 5
  • Punaise des champs : pourquoi cet insecte envahit soudainement les murs et terrasses

    12 partages
    Partage 5 Tweet 3

Tendance

France Rénov’ : en 2026, l’État pousse les ménages vers la rénovation globale
Brèves

France Rénov’ : en 2026, l’État pousse les ménages vers la rénovation globale

par La rédaction
18 août 2026
0

En 2026, MaPrimeRénov’ se recentre sur les rénovations énergétiques globales, c’est-à-dire les projets permettant un gain d’au...

Désindexation des retraites : Bercy relance une piste explosive pour le budget 2027

Désindexation des retraites : Bercy relance une piste explosive pour le budget 2027

18 août 2026
Drones DJI : triple exploit logistique et scientifique sur l'Everest

Drones DJI : triple exploit logistique et scientifique sur l’Everest

18 août 2026
Transformer le dioxyde de carbone en une nouvelle génération de plastiques recyclables

Transformer le dioxyde de carbone en une nouvelle génération de plastiques recyclables

18 août 2026
Recharger les drones en plein vol avec des lasers

Recharger les drones en plein vol avec des lasers

18 août 2026

Points forts

Transformer le dioxyde de carbone en une nouvelle génération de plastiques recyclables

Recharger les drones en plein vol avec des lasers

Une contrainte mécanique crée la chiralité

L’économie circulaire dans l’automobile : donner une seconde vie aux véhicules

Martinique et Guadeloupe : le leasing social, nouveau chapitre de la transition automobile

Le « Dubai Tower » ouvre la voie d’une liaison régulière entre la Chine et l’Europe via l’Arctique

Bibliothèque photos préférée : Depositphotos.com
depositphotos
Enerzine est rémunéré pour les achats éligibles à la plateforme AMAZON

Articles récents

France Rénov’ : en 2026, l’État pousse les ménages vers la rénovation globale

France Rénov’ : en 2026, l’État pousse les ménages vers la rénovation globale

18 août 2026
Désindexation des retraites : Bercy relance une piste explosive pour le budget 2027

Désindexation des retraites : Bercy relance une piste explosive pour le budget 2027

18 août 2026
  • A propos
  • Newsletter
  • Publicité – Digital advertising
  • Mentions légales | CGU | RGPD
  • Contact

© 2026 Enerzine.com

Bienvenue !

Login to your account below

Forgotten Password?

Retrieve your password

Please enter your username or email address to reset your password.

Log In
◢
Recevez l’essentiel de l’énergie et de l’innovation Choisissez votre rythme de lecture
Fréquence de réception

En vous inscrivant, vous acceptez notre politique de confidentialité.

Aucun résultat
Voir tous les résultats
  • Accueil
  • Energie
  • Renouvelable
  • Technologie
  • Environnement
  • Mobilité
  • Habitat
  • Insolite
  • Guide
  • Labo

© 2026 Enerzine.com