Brevet FR2109015A1 — publié le 19720526

La présente invention concerne les piles à combustible-à électrolyte solide fonctionnant à haute température et plus particulièrement celles dans lesquelles l'électrode à comburant, ou cathode supportée par l'électrolyte comporte un alliage d'argent, par-exemple un alliage argent-palladium à 20 % en poids en palladium. Dans de telles piles, qui fonctionnent vers 900-1000 C, lélectrolyte peut ëtre constitué par de la zircone stabilisée, par exemple. avec 8,5 % en mole d'oxyde d'yttrium. D'une manière générale, la demanderesse a constaté que ces#piles présentaient après environ 200 à 300 heures de fonctionnement une diminution importante de puissance qui peut atteindre 20 % dans certains ces. Des recherches ont montré que ceci résultait- principalement d'une modification -de la structure de la cathode. Plus précisément, la cathode aux températures de fonctionnement de la pile, a tendance à s'appauvrir en argent, ce qui conduit notamment à une diminution de la conductibilité électrique de la cathode. La présente invention permet notamment de remédier à cet inconvénient. Elle a pour objet une pile à combustible à électrolyte solide, fonctionnant à haute température. dans laquelle l'électrode à.comburant, cathode. suppor- tés par l'électrolyte, comporte un alliage d'argent, par-exemple un alliage argent-palladium à 20 % en palladium, caractérisépar le fait que l'électrode à comburant comprend en outre au moins un matériau entrant en solution solide totale dans l'alliage et, qui après oxydation in situ, conduit à# une structure diminuant le coefficient de diffusion de l'argent. Selon un mode de réalisation, ledit matériau est un métal, oxydé lors du fonctionnement de la pile, l'oxyde ainsi formé se présentant avantageusement sous forme de particules de très faibles dimensions, de préférence inférieures à 0,8 micron. A titre illustratif et nullement limitatif, ledit métal peut être du cuivre ou du manganèse. Ainsi, la cathode peut présenter en poids, environ la composition .suivante Argent 72 %, Palladium 18 %, Cuivre 10 %, le cuivre étant oxydé lors de la mise en fonctionnement de la pile. La réalisation de la cathode s'opère de manière connue, l'introduction du matériau limitant le départ de l'argent ne perturbant pas les procédés couramment utilisés qui peuvent comprendre notamment l'application d'un mélange de nitrates sur l'électrolyte puis un frittage sous hydrogène ver#s 9500C Des essais de pertes de poids dans l'air, en ce qui concerne l'argent, ont été réalisés à haute température, sur des supports en électrolyte revêtus d'une part d'une électrode argent-palladium de type connu et d'autre part, d'une électrode conforme à l'invention. Dans le cas des électrodes de type connu, la perte de poids, après 400 heures à 9500C était d'environ 25 %, alors que dans le cas des électrodes conformes à l'invention, elle n'était que d'environ 3 %. Bien entendu, les piles utilisant de telles électrodes présentent une augmentation corrélative de longévité pour une puissance de fonctionnement donnée. REVENDICATIONS 1/- Pile à combustible à électrolyte solide, fonctionnant à haute température, dans laquelle l'électrode à comburant, ou cathode, supportée par l'électrolyte, comporte un alliage d'argent. par exemple un alliage argent-palladium à 20 % en palladium, caractérisée par le fait que l'électrode à comburant comprend en outre au moins un matériau entrant en solution solide totale dans l'alliage et qui après oxydation in situ, conduit à une structure diminuant le coefficient de diffusion de l'argent. 2/- Pile selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit matériau est un métal oxydé lors du fonctionnement de la pile. 3/- Pile selon la revendication 2, caractérisée par le fait que l'oxyde formé se présente sous forme de particules de très faibles dimensions, de préférence inférieures à 0,8 micron. 4/- Pile selon une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le métal entrant dans la constitution dudit matériau est choisi dans le groupe formé par le cuivre et le manganèse. 5/- Pile selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la cathode présente en poids, environ la composition Suivante : argent 72 %, palladium 18 % et cuivre 10 %.