Le Laboratoire commun SFE2A

Le Laboratoire commun SFE2A ( Sels Fondus et Electrochimie pour l’Elaboration de l’Aluminium)

Ce Laboratoire est le fruit d’une longue collaboration débutée au début des années 90 entre le LGC et la société Péchiney devenue à ce jour RioTinTo-Alcan (RTA) dans les domaines des procédés d’électrolyses en milieux de sels fondus.

Il est concrétisé par un contrat cadre signé le 29 Septembre 2011 entre l’Université Paul Sabatier, le CNRS et le LGC pour une durée initiale de cinq années renouvelable tous les trois ans et de nouveau renouvelé début 2023.

Les objectifs sont la mise en commun des moyens scientifiques et humains pour l’étude et l’optimisation du procédé d’électrolyse de l’aluminium contribuant à la réduction des émissions à effet de serre afin de faciliter les transferts technologiques, scientifiques et la formation de personnels.

SFE2A concerne 5 à 7 personnes en moyenne coté LGC et 15 à 20 personnes coté RTA .

Les domaines scientifiques étudiés sont essentiellement regroupés autour des thématiques concernant la themodynamiques, la cinétique, les compositions des bains de sels, les mécanismes réactionnels aux électrodes ainsi que les matériaux d’électrode.

Un des enjeux majeurs d’optimisation du procédé l électrolyse de l’aluminium (Hall-Héroult) est de remplacer la réaction d’anode consommable en carbone qui s’oxyde pour former CO₂. A titre d’information la production d’une tonne d’Al s’accompagne par l’émission de 1,3 tonnes de CO₂ pour la seule réaction d’anode.

C + 2 O²^– = CO₂ + 4 e^–

La thématique principale confiée à SFE2A est le développement d’un matériau d’anode dit inerte permettant de remplacer l’émission de CO₂ par l’oxydation des ions O^2- en dioxygène dans un mélange très agressif de fluorures fondus à la température de 1000°C en respectant des critères énergétiques et de pureté (dégradation de l’anode et pureté de l’aluminium produit).

2 O²^– + 4 e^– = O₂

Cette thématique a, entre autre, permis de développer au LGC un banc de radioscopie; outil unique de visualisation in-situ des interfaces électrode-bain de sels en conditions réelles (1000°C) et de mettre en évidence une famille de matériaux répondant aux critères aux travers de 4 thèses.