Prix Asea Brown Boveri Ltd. (ABB) 2015 – Bo Jiang

« Pour ses contributions importantes dans la technologie des microréacteurs à base de LTCC et la réalisation de microreformeurs nanocatalytiques pour l'oxydation partielle du propane pour alimenter des micropiles à combustible à oxyde solide en gaz de synthèse. »

Les systèmes microtechniques ont apporté de nombreux avantages à l’industrie chimique actuelle. Ces systèmes montrent aussi un fort potentiel pour les systèmes embarqués de production d’hydrogène comme les piles à combustible servant à générer de l’énergie localement. Cependant, les conditions de fonctionnement rudes, les exigences d'intégration et les contraintes économiques de production empêchent le développement de ces systèmes.

Cette thèse propose une nouvelle technique de fabrication de céramique combinant les technologies des céramique cocuite à basse température (LTCC) et des couches épaisses (TFT) pour développer de tels microréacteurs à haute température et produire des micropiles à combustible embarquées produisant de l’hydrogène. Les microréacteurs LTCC ont atteint de hauts rendements en hydrogène dans des systèmes thermiquement auto-contrôlés au-dessus de 500°C (densité de puissance totale 1322 W·L-1). Ce développement a permis de résoudre les problèmes des dispositifs microfluidiques LTCC et élargi leurs applications en tant que microréacteurs. De plus, des microréacteurs en verre ont permis de montrer que le packaging et l’assemblage en couches épaisses peuvent être appliqués pour l’élaboration de microréacteurs haute température (> 500°C) afin d’étudier des cinétiques chimiques et de contrôler des processus. Pour finir, une approche de montage de puce à silicium base d'argent en couches épaisses a été proposée comme solution d'assemblage et de scellement pour microsystèmes avec des coefficients d’expansion thermique incompatibles.