Nouvelles anodes oxyfluorées pour la production de H2 par électrolyse de l’eau à haute température

Bien que l’hydrogène représente une des solutions d’avenir pour le stockage et la redistribution de l’énergie, sa production doit s’appuyer néanmoins sur une technologie décarbonée dans une vision de développement durable. L’électrolyse de l’eau apparaît donc comme une solution vertueuse, la ressource étant, de plus, quasi-inépuisable. Parmi les différents électrolyseurs existants, celui qui fonctionne à haute température de type SOEC, conduit à de haut rendement en H2 et s’affirme donc comme une technologie prometteuse. Toutefois, le développement de cette technologie est freiné par la dégradation rapide de la cellule d’électrolyse, en particulier au niveau de l’anode. Cette thèse vise donc à identifier de nouveaux matériaux d’anodes, stables dans les conditions de fonctionnement et offrant des hautes performances électrochimiques. 

L’Institut des Molécules et Matériaux du Mans (IMMM, CNRS - Le Mans Université) rassemble 66 enseignants-chercheurs, 14 chercheurs CNRS, 36 ingénieurs, techniciens et administratifs, environ 28 doctorants avec un flux annuel d’une dizaine de stagiaires post-doctoraux et une vingtaine de visiteurs et professeurs invités. L’institut accueille également tous les ans environ une cinquantaine d’étudiants de Master 1 et 2 et d’IUT.

L'activité de la thématique COFI se focalise sur l'élaboration par différentes voies de synthèse de matériaux de types oxyde, fluorure et oxyfluorure, sous forme de poudres micrométriques à nanométriques, de monocristaux ou de couches minces. Les objectifs des recherches visent à déterminer leur organisation à l’échelle atomique et ses conséquences sur leurs propriétés pouvant aboutir à des applications dans les domaines de l’énergie et de l’environnement (batteries, production H2/NH3 par électrolyse, …). La synthèse de matériaux fluorés et leur modélisation structurale, en s’appuyant sur des caractérisations à différentes échelles par diffraction des rayons X, microscopies électroniques et RMN du solide, sont des savoir-faire historiques de la thématique. En plus des équipements de PACMAN susmentionnés, les membres de COFI disposent d’un parc instrumental complet de mesures électrochimiques (impédance complexe, potentiostats, …) et de deux lignes de fluoration sous HF anhydre et F2, rares à l’échelle nationale.