Recyclage et réutilisation des matériaux céramiques à partir des composants des cellules à oxyde solide (SOCs)

En tant que l'un des principaux flux de déchets du processus de fabrication des cellules à oxyde solide (SOCs), les demi-cellules en scrap - écartées avant le dépôt de la couche barrière et de l'électrode d'air - impliquent la perte de quantités significatives de matériaux composites céramiques contenant des éléments critiques et dangereux, à savoir la zirconie stabilisée à l'yttrium (YSZ) et le NiO. Ces matériaux représentent plus de 90 % en poids d'une cellule supportée par une anode entière. Dans cette contribution, des demi-cellules en scrap ont été fragmentées et soumises à trois étapes successives de fraisage et de tamisage (en dessous de 25 μm) pour récupérer des poudres composites NiO-YSZ avec les spécifications appropriées pour une réutilisation dans la fabrication de SOC. La caractérisation globale en termes de surface spécifique, de distribution de taille des particules et de rétention de phase cristalline a confirmé l'adéquation des poudres récupérées. Des demi-cellules ont été fabriquées en incluant 30 % en poids de poudres composites NiO-YSZ récupérées dans leur support d'électrode de combustible, produites par coulage en bande en combinaison avec 70 % en poids de matériaux vierges. Les cellules obtenues ont été testées morphologiquement, mécaniquement et électrochimiquement et comparées à des cellules standard constituées de 100 % de matériaux vierges. La caractérisation électrochimique a mis en évidence 0,68 A cm−2 pour les cellules standard et recyclées, à 600 °C et 0,7 V, tandis qu'à 650 °C et à la même tension, les deux cellules mesuraient 1,12 A cm−2. Cela démontre la faisabilité de récupérer les SOC en scrap par la méthode présentée.