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MAT2016-80933-R. Développement de matériaux pour les SOFC et la production d'hydrogène (MASOPHY)

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Ce projet de recherche porte sur le développement de matériaux céramiques avancés pour les piles à combustible à oxyde solide à température intermédiaire (IT-SOFC) et pour la production d'hydrogène par photocatalyse solaire. La production d'hydrogène et son utilisation ultérieure comme source d'énergie propre dans des dispositifs à haut rendement (par exemple, les IT-SOFC) s'inscrivent dans les objectifs du programme Horizon 2020 de l'UE et de la Stratégie espagnole pour la science, la technologie et l'innovation. L'un des principaux objectifs de ce projet est la préparation d'une large gamme de composés inorganiques se distinguant par leurs propriétés de transport (conducteurs mixtes à base de pyrochlores A₂₋ₓAₓB₂O₇ et La₃NbO₇, conducteurs protoniques dérivés de Ln₆MoO₁₂) et leurs propriétés photocatalytiques (semiconducteurs tels que TiO₂, SrTiO₃, oxynitrures de Ga et Zn, et hétérostructures). La synthèse de ces matériaux sera réalisée à l'aide de différentes méthodes de précurseurs (lyophilisation, sol-gel, synthèse hydrothermale assistée par micro-ondes) afin d'obtenir des échantillons homogènes de céramique ou de poudre. Leur caractérisation structurale et microstructurale sera réalisée à l'aide de diverses méthodes telles que la diffraction des rayons X, la microscopie électronique à balayage (MEB), la microscopie électronique en transmission (MET), la spectroscopie photoélectronique X (XPS), la méthode BET, l'analyse de la taille des grains et la chimisorption. Une autre tâche importante du projet consiste en l'étude physico-chimique des matériaux synthétisés, dans le but d'identifier les composés les plus prometteurs pour une utilisation ultérieure comme composants de piles à combustible à oxyde solide (SOFC) et comme photocatalyseurs. La construction et la mise en service de plusieurs systèmes de mesure spectroscopiques in situ et de systèmes de détermination des pertes stœchiométriques sont prévues. Ces systèmes fourniront des informations essentielles sur les processus impliqués dans la photocatalyse et la thermodynamique des réactions entre défauts à haute température.

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Ce projet de recherche est axé sur le développement de matériaux céramiques avancés pour les piles à combustible à oxyde solide à température intermédiaire (IT-SOFC) et pour la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau. La production d'hydrogène et son utilisation ultérieure comme source d'énergie propre dans des dispositifs à haut rendement (IT-SOFC) s'inscrivent pleinement dans les objectifs du programme Horizon 2020 de l'UE et de la stratégie espagnole pour la science, la technologie et l'innovation. Parmi les principaux objectifs de ce projet figurent la préparation d'un grand nombre de composés inorganiques présentant des propriétés remarquables en matière de transport (conducteurs mixtes à base de pyrochlores A₂₋ₓAₓB₂O₇ et La₃NbO₇, conducteurs protoniques dérivés de Ln₆MoO₁₂) et de photocatalyse (TiO₂, SrTiO₃, GA et oxynitrures de Zn, hétérostructures). La synthèse de ces matériaux sera réalisée par plusieurs méthodes de précurseurs (lyophilisation, sol-gel, hydrothermal assisté par micro-ondes) afin d'obtenir des échantillons homogènes de céramique ou de poudre, dont la caractérisation structurale et microstructurale sera effectuée à l'aide d'un grand nombre de méthodes telles que la DRX, la MEB et la MET. Nous proposons la conception, la construction et la mise en service de plusieurs dispositifs pour des mesures spectroscopiques in situ et la détermination des pertes stœchiométriques, ce qui nous fournira des informations clés sur les processus impliqués dans la photocatalyse et la thermodynamique des réactions entre les défauts à haute température.

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Chercheur à l'Université de La Laguna