Analysis and implementation of CO2 and H2O co-electrolysis in molten carbonates - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2021

Analysis and implementation of CO2 and H2O co-electrolysis in molten carbonates

Analyse et mise en œuvre de la co-électrolyse de CO2 et de H2O dans les carbonates fondus

(1)
1
Ersan Gürbüz
  • Function : Author
  • PersonId : 1219605
  • IdRef : 263590763

Abstract

The co-electrolysis of CO2 and H2O to syngas is an intriguing pathway to valorize anthropogenic CO2. This work focuses on analysis and implementation of this process in molten carbonates, and is structured around 4 main axes. The solubility of CO2 was first determined for various carbonates, reaching up to 5 times the value obtained in water. Then, the CO2 and H2O co-reduction was thermodynamically and electrochemically analyzed, highlighting that the presence of hydroxides can improve water electrolysis. The synthesis and optimization of the matrix material of a fuel cell/electrolyzer system was proposed. Finally, the process was tested and the electrochemical performances of the system in fuel cell mode (MCFC) and electrolysis mode (MCEC), as well as H2 and CO production, were confirmed.
Actuellement, la co-électrolyse de CO2 et de H2O en gaz de synthèse est une voie d’un intérêt croissant pour la valorisation du CO2 anthropogénique. Ce travail se focalise sur l’analyse et la mise en œuvre de ce procédé dans les carbonates fondus, et s’articule autour de 4 axes. D’abord, la solubilité du CO2 a été déterminée dans divers carbonates, atteignant jusqu’à 5 fois celle obtenue dans l’eau. Puis, la co-réduction de CO2 et H2O a été analysée électrochimiquement et thermodynamiquement dans les carbonates fondus, faisant ressortir que la présence d’hydroxydes peut améliorer l’électrolyse de l’eau. La mise en forme et l’optimisation de la matrice de cellule d’électrolyse ont été proposées, avant de tester le procédé et confirmer les performances électrochimiques en mode pile (MCFC) et électrolyse (MCEC) de la cellule ainsi que la production de H2 et CO.
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Origin : Version validated by the jury (STAR)

Dates and versions

tel-03956269 , version 1 (25-01-2023)

Identifiers

  • HAL Id : tel-03956269 , version 1

Cite

Ersan Gürbüz. Analyse et mise en œuvre de la co-électrolyse de CO2 et de H2O dans les carbonates fondus. Chimie analytique. Université Paris sciences et lettres, 2021. Français. ⟨NNT : 2021UPSLC019⟩. ⟨tel-03956269⟩
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