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Concept
Électrolyse à oxyde solide
Résumé
vignette|Module expérimental de deux piles de d'électrolyse visibles au centre, installé avec ses alimentations et ses conduits.
L'électrolyse à oxyde solide est un procédé d'électrolyse de l'eau ou du dioxyde de carbone à l'aide d'électrolytes constitués d'oxydes solides, notamment de céramiques, afin de produire de l'oxygène et de l'hydrogène ou du monoxyde de carbone CO, selon les réactions et respectivement. La production d'hydrogène par cette voie est intéressante car d'empreinte écologique réduite et offrant un moyen de stockage de l'énergie alternatif aux accumulateurs. En ce premier tiers du , l'électrolyse reste la méthode la plus prometteuse pour la production d'hydrogène à partir de l'eau en raison de son efficacité élevée et de ses besoins énergétiques modérés en comparaison des procédés thermochimiques et photocatalytiques. La seconde réaction est intéressante notamment dans le cadre de l'exploration spatiale, par exemple pour fournir de l'oxygène à des systèmes de support de vie ou pour produire les propergols nécessaire au retour sur Terre par utilisation des ressources in situ pour une mission habitée vers Mars, l'atmosphère martienne étant constituée à 95 % de .
L'électrolyse à oxyde solide requiert des températures compatibles avec l'électrolyse à haute température, généralement comprises entre . Ce sont des températures semblables à celles nécessaires au fonctionnement des piles à combustible à oxyde solide. Les réactions nettes pour une mole d'eau sont indiquées ci-dessous, la réduction de l'eau en hydrogène intervenant à la cathode et l'oxydation en oxygène intervenant à l'anode :
2 + 4 e ⟶ 2 O + 2 ↑ à la cathode (réduction) ;
2 O ⟶ 4 e + ↑ à l'anode (oxydation).
L'électrolyse de l'eau à consomme au moins et devient de plus en plus endothermique lorsque la température augmente. Une partie de la chaleur peut être apportée par effet Joule au cours de l'électrolyse à haute température. Des études examinent la possibilité de faire intervenir des capteurs solaires thermiques ou des sources géothermiques.
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