EP4695848A1 - Structure d'empilement a oxydes solides a refroidissement ameliore - Google Patents

Structure d'empilement a oxydes solides a refroidissement ameliore

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EP4695848A1
EP4695848A1 EP24722690.5A EP24722690A EP4695848A1 EP 4695848 A1 EP4695848 A1 EP 4695848A1 EP 24722690 A EP24722690 A EP 24722690A EP 4695848 A1 EP4695848 A1 EP 4695848A1
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EP
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plate
conduits
interconnection
cathode
anode
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Pending
Application number
EP24722690.5A
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Inventor
Karl VULLIEZ
Manon Elie
Thibault MONNET
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Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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Publication date
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Definitions

  • TITLE Solid oxide stacking structure with improved cooling
  • the invention relates to a solid oxide stack structure operating as an electrolyser or as a fuel cell, which is designed to allow improved cooling of the elementary modules.
  • a solid oxide electrolyzer or fuel cell commonly referred to as SOEC (Solid Oxide Electrolyzer Cell) or SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) is formed by an assembly of an electrolyte with two electrodes, which is sandwiched between two interconnection plates.
  • the assembly is commonly called an “electrochemical cell” and the interconnection plates are commonly called “interconnectors”.
  • the electrolyser, or fuel cell is thus formed from a stack of electrochemical cells and interconnectors.
  • the electrochemical reactions taking place in the heart of the interconnector plates are either endothermic or exothermic. Thus, it is important to control the temperature of the cells to ensure proper operation of the stack. This is particularly the case in the context of a high-temperature electrolyser for which the formation of internal temperature gradients must be avoided.
  • Document EP-3.171.438 describes a stack of a plurality of cells and interconnectors comprising cooling means in end interconnector plates of the stack.
  • the cooling means are arranged in interconnector plates located at the ends of each sub-stack.
  • the aim of the invention is to propose a stack of cells and interconnector plates comprising means for directly cooling the cells, at any location in the stack.
  • the invention proposes a solid oxide stack structure comprising an alternation, in a stacking direction Z, of electrochemical cells and interconnection plates, each electrochemical cell being formed of an electrolyte layer, an anodic layer and a cathodic layer arranged on either side of the electrolyte layer, in the stacking direction Z, in which each interconnection plate which is located between two electrochemical cells is in contact with the anodic layer of one electrochemical cell and with the cathodic layer of the other electrochemical cell, characterized in that at least one interconnection plate comprises at least one internal circuit for circulating a fluid for regulating the temperature of the two electrochemical cells which are in contact with the interconnection plate.
  • each interconnection plate comprises an anode plate which is in contact with the anode layer of an electrochemical cell, a cathode plate which is in contact with the cathode layer of another electrochemical cell and a central plate located between the anode plate and the cathode plate, and said at least one internal circuit of an interconnection plate is formed in the central plate.
  • the central plate further comprises anode conduits and cathode conduits for supplying fluids to the electrochemical cell.
  • the anode conduits are formed as recesses in a first face of the central plate
  • the cathode conduits are formed as recesses in a second face of the central plate
  • said at least one internal circuit is formed as recesses in either the first face or the second face of the central plate.
  • the central plate comprises a cooled plate in which said at least one internal circuit is formed and two intermediate plates distributed on either side of the cooled plate in which the anode conduits and the cathode conduits are formed.
  • the anode conduits, the cathode conduits and said at least one internal circuit each consist of a cutout of the intermediate plate or the cooled plate.
  • the cooled plate has a central opening in which an insert is arranged.
  • each internal circuit comprises thermal conduits, at which heat transfers with the electrochemical cells which are in contact with the interconnection plate take place, fluid supply ports and supply conduits connecting the ports to the thermal conduits.
  • the heat conduits are formed in the insert and the feed conduits and feed ports are formed in the cooled plate.
  • each interconnection plate has two internal circuits that are connected in series and the stacking structure has an interconnection bar connecting a feed port of one internal circuit to a feed port of the other internal circuit.
  • each interconnection plate has two internal circuits which are connected in parallel.
  • all feed ports that have the same function are aligned along the stacking direction Z and are further directly connected to each other.
  • Figure 1 is a schematic perspective representation of a stack structure comprising alternating electrochemical cells and interconnection plates.
  • Figure 2 is a detailed and exploded schematic representation showing an electrochemical cell arranged between two interconnecting plates.
  • Figure 3 is an exploded perspective view in both directions relative to the stacking direction of an interconnection plate according to a first embodiment of the invention.
  • Figure 4 is a top view and a bottom view of the center plate of the interconnection plate shown in Figure 3.
  • Figure 5 is a larger scale detail schematically showing the weld seams of the plates making up the interconnection plate.
  • Figure 6 is an exploded perspective view of an interconnection plate according to a second embodiment of the invention.
  • Figure 7 is a plan view showing the cooled plate and insert shown in Figure 6.
  • Figure 8 is a schematic representation showing a series arrangement of the internal thermal control circuits.
  • Figure 9 is a schematic representation showing a parallel arrangement of the internal thermal control circuits.
  • Figure 10 is a plan view of an exemplary embodiment according to another embodiment allowing two fluids to be mixed in the internal thermal regulation circuit.
  • Figure 1 shows a solid oxide stack structure 10 which is composed of an alternation, in the stacking direction Z, of electrochemical cells 12 and interconnection plates 14.
  • the stack structure 10 also comprises two end terminal plates 16 which are arranged at each of the ends of the stack structure 10, in the stacking direction Z.
  • each electrochemical cell 12 comprises an electrolyte layer 18, an anodic layer 20 and a cathodic layer 22, the anodic layer 20 and the cathodic layer 22 being arranged on either side of the electrolyte layer 18, in the stacking direction Z.
  • Each electrochemical cell 12 is arranged between two interconnection plates 14 and each interconnection plate 14 is arranged between two electrochemical cells 12.
  • each interconnection plate 14 has an anode face 24 which is in contact with an anode layer 20 of an electrochemical cell 12 and has a cathode face 26 which is in contact with a cathode layer 22 of a second electrochemical cell 12 which is located on the other side of the interconnection plate 14.
  • the interconnection plates 14 are electrical conductors which provide an electrical connection between the cathode layer 22 of one electrochemical cell 12 and the anodic layer 20 of the other electrochemical cell 12. The interconnection plates 14 thus allow the flow of electric current from one electrochemical cell 12 to the other.
  • the operation of the stacking structure 10 in operation in high-temperature water vapor electrolysis will be described below.
  • SOEC mode high-temperature water vapor electrolysis
  • the oxygen passes through the electrolyte layer 18 to be evacuated by the anodic layer 20, the hydrogen is evacuated at the level of the cathodic layer 22.
  • the interconnection plates 14 also have the function of allowing the circulation of gases intended to react in the electrolytic cells 12.
  • Each anode face 24 comprises for this purpose anode conduits 28 and each cathode face 26 comprises cathode conduits 30.
  • the cathode conduits 30 are thus supplied with water vapor (H20) and a mixture emerges between the hydrogen produced and the rest of the water vapor which has not reacted.
  • the anode conduits 28 are supplied with a draining gas, and a mixture of the draining gas and the oxygen produced emerges.
  • an interconnection plate 14 is made in three parts, forming a multilayer structure, namely a central plate 38 comprising the anode 28 and cathode 30 conduits, an anode plate 40 covering a first face 42 of the central plate 38, on on which the anode conduits 28 are formed, and a cathode plate 44, covering a second face 46 of the central plate 38, on which the cathode conduits 30 are formed.
  • the anode plate 40 comprises the anode face 24 of the interconnection plate 14, which comes into contact with the anode layer 20 of the electrochemical cell 12 and the cathode plate 44 comprises the cathode face 26 of the interconnection plate 14, which comes into contact with the cathode layer 22 of the electrochemical cell 12.
  • the anode conduits 28 are formed in a hollow shape on the first face 42 of the central plate and consist, for example, of hollow grooves.
  • the cathode conduits 30 are formed in a hollow shape on the second face 46 of the central plate 38 and consist of hollow grooves.
  • the interconnection plate 14 also includes openings 36 intended for the connection of the conduits 28, 30.
  • the openings 36 are preferably formed in the three plates 38, 40, 44 constituting it.
  • the interconnection plate 14 is of rectangular and preferably square main shape, the edges of which are parallel to the longitudinal direction L or to the transverse direction T.
  • Each of the three plates 38, 40, 44 thus comprises two connection openings 36 which are associated with the anode conduits 28. These two openings 36 are parallel to the longitudinal direction and each longitudinal opening 36 is located along one of the two opposite longitudinal edges of the interconnection plate 14.
  • Each of the three plates 38, 40, 44 also comprises two connection openings 36 which are associated with the cathode conduits 30. These two openings 36 are parallel to the transverse direction T and each transverse opening 36 is located along one of the two opposite transverse edges of the interconnection plate 14.
  • the dimensions of the interconnection plate 14, in the plane thereof, that is to say perpendicular to the stacking direction Z are greater than the dimensions of the electrochemical cell 12.
  • the electrochemical cell 12 is arranged at the center of the interconnection plate, as represented by the dotted quadrilateral Q in Figure 4.
  • the anode conduits 28 extend in a straight line and in the transverse direction T from a longitudinal opening 36 to the electrochemical cell 12 and the cathode conduits 30 extend in a straight line and in the longitudinal direction L from a transverse opening 36 to the electrochemical cell 12.
  • the anode plate 40 and the cathode plate 44 are secured to the first face 42 and to the second face 46 of the central plate 38, respectively, for example by welding so as to close the anode conduits 28 and the cathode conduits 30 at their opening in the stacking direction and thus insulate each conduit 28, 30 in a sealed manner.
  • the stack structure 10 operates as an electrolyzer or as a fuel cell, temperature management of the electrochemical cells 12 is important.
  • each interconnection plate 14 comprises, in addition to the anode conduits 28 and the cathode conduits 30, at least one internal circuit 32 for circulating a fluid for regulating the temperature of the two electrochemical cells 12 which are in contact with the interconnection plate 14.
  • the interconnection plate 14 comprises two internal temperature control circuits 32, namely an internal cooling circuit and an internal heating circuit 32.
  • the interconnection plate 14 comprises a single internal temperature control circuit 32, which is capable of being used for heating or cooling the electrochemical cells 12.
  • Each of these internal circuits 32 is isolated from the anode conduits 28 and the cathode conduits 30 in order to avoid any mixing of the different fluids.
  • interconnection plate comprising two internal temperature control circuits 32. It will be understood that the embodiment variant according to which the interconnection plate 14 comprises a single internal temperature control circuit 32 can be deduced by similarity.
  • each internal temperature control circuit 32 comprises thermal conduits 48 at which the heat transfers between the interconnection plate 14 and the electrochemical cells 12 take place.
  • These thermal conduits 48 extend in an area geometrically corresponding to the electrochemical cell 12 to be located, according to the stacking direction Z, at the level of the electrochemical cell 12.
  • the thermal conduits 48 are included in the dotted quadrilateral Q corresponding to the electrochemical cell 12.
  • Each internal temperature control circuit 32 also includes supply conduits 50 through which the thermal control fluid is supplied to the thermal conduits 48 or leaves them.
  • the interconnection plate comprises supply ports 52 for thermal regulation fluid to which the supply conduits 50 of the internal circuits 32 are connected.
  • the supply ports 52 are arranged at each corner of the interconnection plate 14 and are circular in shape. This arrangement makes it possible to adapt the connection of the interconnection plate 14 to the thermal regulation fluid without having to modify the arrangement or shape of the connection openings 36 associated with the anode conduits 28 and the cathode conduits 30. It will be understood that this embodiment is not limiting and that another shape or arrangement of the supply ports 52 is possible.
  • the internal thermal regulation circuits 32 are thus designed so as not to reduce the efficiency of the supply of the electrochemical cell with elements necessary for its operation via the anode conduits 28 and the cathode conduits 30.
  • One-piece center plate is thus designed so as not to reduce the efficiency of the supply of the electrochemical cell with elements necessary for its operation via the anode conduits 28 and the cathode conduits 30.
  • the central plate 38 of the interconnection plate 14 consists of a single plate on which the anode conduits 28, the cathode conduits 30 and the internal temperature control circuits 32 are formed.
  • anode conduits 28 and the cathode conduits 30 are formed as recesses in the first face 42 or the second face 46 of the central plate 38.
  • the internal temperature regulation circuits 32 are also formed in a hollow on one or the other of the first face 42 or the second face 46 of the central plate 38, here on the second face 46 of the central plate 38.
  • An advantage of this embodiment is that manufacturing the central plate 38 requires only one additional machining step compared to a central plate 38 not having an internal temperature control circuit 32.
  • the thickness of the central plate 38 is between 0.4 and 1 mm.
  • the various conduits 28, 30, 50, 52 are formed by mechanical processes such as milling, electroerosion, additive manufacturing deposition, or bonding of a pre-machined plate.
  • the depth of the conduits 28, 30, 50, 52 is preferably less than half the thickness of the central plate 38.
  • the joining of the anode plate 40 and the cathode plate 44 with the central plate 38 is carried out to seally isolate the anode conduits 28, the cathode conduits 30 and the internal temperature control circuit 32, thus forming independent chambers.
  • This joining is preferably carried out by welding the plate 40, 44 with the central plate 38.
  • a continuous and sealed weld bead 54 is formed around each chamber constituting the anode conduits 28, the cathode conduits 30 and the internal temperature control circuit 32.
  • Discontinuous weld beads 56 may be formed between the conduits of one of these chambers. These discontinuous weld beads 56 mainly serve to ensure mechanical strength of the assembly of the plates 38, 40, 44 together.
  • Figures 6 and 7 show a second embodiment of an interconnection plate 14 comprising an internal thermal regulation circuit 32.
  • the interconnection plate 14 comprises an anode plate 40 and a cathode plate 44 similar to those of the embodiment described above.
  • the interconnection plate 14 also comprises a central plate 38 which is here made of several components superimposed according to the stacking direction Z.
  • the central plate 38 is thus itself composed of two intermediate plates 58 arranged on either side of a cooled plate 60.
  • the intermediate plates 58 are substantially identical to each other and they both comprise anode conduits 28 and cathode conduits 30.
  • the anode conduits 28 or the cathode conduits 30 of an intermediate plate 58 are capable of being connected or not to a fluid circuit.
  • the anode conduits 28 and the cathode conduits 30 consist of notches formed in each intermediate plate 58, that is to say that they are open at each face of the intermediate plate 58.
  • the anode conduits 28 and the cathode conduits 30 are preferably delimited, according to the stacking direction Z by the anode plate 40 or the cathode plate 44 on the one hand and by the cooled plate 60 on the other hand.
  • Continuous weld beads 54 and, where appropriate, discontinuous weld beads 56 as described above make it possible to seal the anode conduits 28 and the cathode conduits 30 in a sealed manner.
  • the cooled plate 60 has a central opening 62, supply conduits 50 which allow the routing of the thermal control fluid to the central opening 62, and supply ports 52. Similar to the first embodiment, each supply port 52 is located at a corner of the cooled plate 60 and each supply conduit 50 extends from a supply port 52 associated with it to the central opening 62.
  • the central opening 62, the feed ducts 50 and the feed ports 52 are formed by cutting into the cooled plate 50, that is to say they are open at each face of the cooled plate 50.
  • the central opening 62, the feed ducts 50 and the feed ports 52 are delimited, in the stacking direction Z by the two intermediate plates 58 which are fixed on either side of the cooled plate 60.
  • the central opening 62 receives an insert 64, shown in FIG. 7, in which the thermal conduits 48 are formed.
  • the dimensions of the insert 64 and of the central opening 62 are defined to allow a supply of the insert 64 with thermal regulation fluid, that is to say that the insert 64 is received in the central opening 62 with a clearance on either side in the longitudinal direction L of the thermal conduits 48 and the insert 64 is received without clearance in the opening in the transverse direction T.
  • the structure of the thermal conduits 48 and in particular the arrangement of the internal circuits 32 of the same plate interconnection plates 14 relative to each other and/or relative to the internal circuits 32 of the other interconnection plates 14 may have different embodiments without departing from the invention.
  • the internal circuits 32 of each interconnection plate 14 are connected in series.
  • the thermal regulation fluid enters an interconnection plate 14 through a first supply port 52, passes through a first internal circuit 32, exits through a second supply port to re-enter the same interconnection plate 14 through a third supply port 52, supplies the second internal circuit 32 and exits the interconnection plate 14 through a fourth supply port 52.
  • the second supply port 52 of one internal circuit (32) is connected to the third supply port 52 of the other internal circuit (32) by an interconnection bar 68.
  • the internal circuits 32 of each interconnection plate 14 are connected in parallel.
  • the thermal regulation fluid enters an interconnection plate 14 through a first supply port 52, passes through a first internal circuit 32 and exits through a second supply port 52.
  • the same fluid or another fluid enters the same interconnection plate 14 through a fourth supply port 52, supplies the second internal circuit 32 and exits the interconnection plate 14 through the third supply port 52.
  • all the first feed ports 52 of all the interconnection plates 14 are aligned according to the stacking direction Z and are connected to each other.
  • the internal circuits 32 associated with the first supply ports 52 and the second supply ports 52 are independent of the internal circuits 32 associated with the third supply ports 52 and the fourth supply ports 52.
  • This second aspect makes it possible to form two thermal regulation fluid circuits independent of each other.
  • FIG 10 shows another example of implementation of the invention in which the thermal conduits 48 are grouped into a single internal circuit 32.
  • This internal circuit 32 is supplied by two different fluids, here, a fluid supplied by the first supply orifice 52 and a fluid supplied by the fourth supply orifice 52.
  • the interconnection plates 14 are arranged parallel to each other and are aligned along the stacking direction Z. Preferably, they all have the same orientation in this stack, so that all the supply ports 52 which have the same function are aligned along the stacking direction Z and so that they are furthermore directly connected to each other.
  • the assembly formed by all the second supply orifices 52 is connected to the assembly formed by the third supply orifices 52 by a single interconnection bar 68.

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Abstract

L'invention concerne une structure d'empilement (10) à oxydes solides comportant une alternance, selon une direction d'empilement Z de cellules électrochimiques (12) et de plaques d'interconnexion (14), chaque cellule électrochimique (12) étant formée d'une couche d'électrolyte (18), d'une couche anodique (20) et d'une couche cathodique (22) disposées de part et d'autre de la couche d'électrolyte (18), selon la direction d'empilement Z, dans laquelle chaque plaque d'interconnexion (14) qui est située entre deux cellules électrochimiques (12) est en contact avec la couche anodique (20) d'une cellule électrochimique (12) et avec la couche cathodique (22) de l'autre cellule électrochimique (12), caractérisée en ce que au moins une plaque d'interconnexion (14) comporte au moins un circuit interne (32) de circulation d'un fluide de régulation de la température des deux cellules électrochimiques (12) qui sont en contact avec la plaque d'interconnexion (14).

Description

DESCRIPTION
TITRE : Structure d'empilement à oxydes solides à refroidissement amélioré
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne une structure d'empilement à oxydes solides fonctionnant en tant qu'électrolyseur ou en tant que pile à combustible, qui est conçue pour permettre un refroidissement amélioré des modules élémentaires.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Un électrolyseur ou une pile à combustible à oxydes solides, communément désigné par les sigles SOEC pour (Solid Oxide Electrolyzer Cell) ou SOFC (pour Solid Oxide Fuel Cell), est formé d'un assemblage d'un électrolyte avec deux électrodes, qui est enserré entre deux plaques d'interconnexion. L'assemblage est communément appelé "cellule électrochimique" et les plaques d'interconnexion sont communément appelées "interconnecteurs".
L'électrolyseur, ou la pile à combustible, est ainsi formé d'un empilement de cellules électrochimiques et d'interconnecteurs.
Les réactions électrochimiques qui se déroulent au cœur des plaques d'interconnecteur sont soit endothermiques soit exothermiques. Ainsi, il est important de maîtriser la température des cellules pour assurer un bon fonctionnement de l'empilement. C'est notamment le cas dans le cadre d'un électrolyseur haute température pour lequel la formation de gradients internes de température doit être évitée.
Aussi, le développement des systèmes industriels intégrant des électrolyseurs haute température implique une augmentation du volume de gaz traité et par conséquent, une augmentation de la surface et du nombre des cellules et du nombre de plaques d'interconnecteurs.
Il en résulte que la charge thermique appliquée aux systèmes est augmentée. Le document EP-3.171.438 décrit un empilement d'une pluralité de cellules et d'interconnecteurs comportant des moyens de refroidissement dans des plaques d'interconnecteur d'extrémité de l'empilement.
Ces plaques d'extrémité sont alors plus épaisses pourcontenir les moyens permettant de mettre en œuvre le refroidissement.
Dans le cas d'un assemblage multi-stack, comportant une pluralité de sous empilements, ou stacks, les moyens de refroidissement sont disposés dans des plaques d'interconnecteur situées aux extrémités de chaque sous-empilement.
Ainsi, même si le nombre de plaques d'interconnecteur comportant des moyens de refroidissement est augmenté dans le cas d'un assemblage multi-stack, le refroidissement des cellules situées les plus éloignées des plaques d'extrémité peut être insuffisant malgré tout.
L'invention a pour but de proposer un empilement de cellules et de plaques d'interconnecteurs comportant des moyens permettant de refroidir directement les cellules, en tout endroit de l'empilement.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
L'invention propose une structure d'empilement à oxydes solides comportant une alternance, selon une direction d'empilement Z de cellules électrochimiques et de plaques d'interconnexion, chaque cellule électrochimique étant formée d'une couche d'électrolyte, d'une couche anodique et d'une couche cathodique disposées de part et d'autre de la couche d'électrolyte, selon la direction d'empilement Z, dans laquelle chaque plaque d'interconnexion qui est située entre deux cellules électrochimiques est en contact avec la couche anodique d'une cellule électrochimique et avec la couche cathodique de l'autre cellule électrochimique, caractérisée en ce que au moins une plaque d'interconnexion comporte au moins un circuit interne de circulation d'un fluide de régulation de la température des deux cellules électrochimiques qui sont en contact avec la plaque d'interconnexion.
De préférence, chaque plaque d'interconnexion comporte une plaque anodique qui est en contact avec la couche anodique d'une cellule électrochimique, une plaque cathodique qui est en contact avec la couche cathodique d'une autre cellule électrochimique et une plaque centrale située entre la plaque anodique et la plaque cathodique, et ledit au moins un circuit interne d'une plaque d'interconnexion est formé dans la plaque centrale.
De préférence, la plaque centrale comporte en outre des conduits anodiques et des conduits cathodiques d'alimentation de la cellule électrochimique en fluides.
De préférence, les conduits anodiques sont formés en creux dans une première face de la plaque centrale, les conduits cathodiques sont formés en creux dans une deuxième face de la plaque centrale et ledit au moins un circuit interne est formé en creux dans l'une ou l'autre de la première face faces ou de la deuxième face de la plaque centrale.
De préférence, la plaque centrale comporte une plaque refroidie dans laquelle ledit au moins un circuit interne est formé et deux plaques intermédiaires réparties de part et d'autre de la plaque refroidie dans lesquelles les conduits anodiques et les conduits cathodiques sont formés.
De préférence, les conduits anodiques, les conduits cathodiques et ledit au moins un circuit interne consistent chacun en une découpe de la plaque intermédiaire ou de la plaque refroidie.
De préférence, la plaque refroidie comporte une ouverture centrale dans laquelle un insert est disposé.
De préférence, chaque circuit interne comporte des conduits thermiques, au niveau desquels des transferts de chaleur avec les cellules électrochimiques qui sont en contact avec la plaque d'interconnexion ont lieu, des orifices d'alimentation en fluide et des conduits d'alimentation reliant les orifices aux conduits thermiques.
De préférence, les conduits thermiques sont formés dans l'insert et les conduits d'alimentation et les orifices d'alimentation sont formés dans la plaque refroidie.
De préférence, les conduits thermiques sont parallèles à une direction longitudinale L, et l'insert est reçu avec jeu dans l'ouverture centrale avec jeu selon la direction longitudinale et sans jeu selon une direction transversale T. De préférence, chaque plaque d'interconnexion comporte deux circuits internes qui sont montés en série et la structure d'empilement comporte une barre d'interconnexion raccordant un orifice d'alimentation d'un circuit interne à un orifice d'alimentation de l'autre circuit interne.
De préférence, chaque plaque d'interconnexion comporte deux circuits internes qui sont montés en parallèle.
De préférence, tous les orifices d'alimentation qui ont une même fonction sont alignés selon la direction d'empilement Z et sont en outre directement raccordés les uns aux autres.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 est une représentation schématique en perspective d'une structure d'empilement comportant une alternance de cellules électrochimiques et de plaques d'interconnexion.
La figure 2 est une représentation schématique en détails et en éclaté montrant une cellule électrochimique disposée entre deux plaques d'interconnexion.
La figure 3 est un éclaté en perspective selon les deux sens par rapport à la direction d'empilement d'une plaque d'interconnexion selon un premier mode de réalisation de l'invention.
La figure 4 est une vue de dessus et une vue de dessous de la plaque centrale de la plaque d'interconnexion représentée à la figure 3.
La figure 5 est un détail à plus grande échelle montrant de manière schématique les cordons de soudure des plaques constituant la plaque d'interconnexion.
La figure 6 est un éclaté en perspective d'une plaque d'interconnexion selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
La figure 7 est une vue en plan montrant la plaque refroidie et l'insert représentés à la figure 6.
La figure 8 est une représentation schématique montrant une disposition en série des circuits internes de régulation thermique. La figure 9 est une représentation schématique montrant une disposition en parallèle des circuits internes de régulation thermique.
La figure 10 est une vue en plan d'un exemple de réalisation selon un autre mode de réalisation permettant de mélanger deux fluides dans le circuit interne de régulation thermique.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE L'INVENTION
Pour la description de l'invention, on adoptera à titre non limitatif les orientations selon le repère S, L, T indiqué aux figures correspondant respectivement à une direction d'empilement Z, une direction longitudinale L et une direction transversale T.
Description générale d'une structure d'empilement
On a représenté à la figure 1 une structure d'empilement 10 à oxydes solides qui est composée d'une alternance, selon la direction d'empilement Z de cellules électrochimiques 12 et de plaques d'interconnexion 14. La structure d'empilement 10 comporte aussi deux plaques terminales 16 d'extrémité qui sont disposées à chacune des extrémités de la structure d'empilement 10, selon la direction d'empilement Z.
Comme on peut le voir plus en détails à la figure 2, chaque cellule électrochimique 12 comporte une couche d'électrolyte 18, une couche anodique 20 et une couche cathodique 22, la couche anodique 20 et la couche cathodique 22 étant disposées de part et d'autre de la couche d'électrolyte 18, selon la direction d'empilement Z.
Chaque cellule électrochimique 12 est disposée entre deux plaques d'interconnexion 14 et chaque plaque d'interconnexion 14 est disposée entre deux cellules électrochimiques 12.
Par conséquent, chaque plaque d'interconnexion 14 comporte une face anodique 24 qui est en contact avec une couche anodique 20 d'une cellule électrochimique 12 et comporte une face cathodique 26 qui est en contact avec une couche cathodique 22 d'une deuxième cellule électrochimique 12 qui est située de l'autre côté de la plaque d'interconnexion 14. Les plaques d'interconnexion 14 sont des conducteurs électriques qui assurent un raccordement électrique entre la couche cathodique 22 d'une cellule électrochimique 12 et la couche anodique 20 de l'autre cellule électrochimique 12. Les plaques d'interconnexion 14 permettent ainsi la circulation du courant électrique d'une cellule électrochimique 12 à l'autre.
Description du fonctionnement d'une cellule
A titre d'exemple non limitatif, on décrira par la suite le fonctionnement de la structure d'empilement 10 en fonctionnement en électrolyse de vapeur d'eau à haute température (mode SOEC). Selon ce mode de fonctionnement, sous l'action d'une tension électrique, la vapeur d'eau est cassée en hydrogène et en oxygène.
Ainsi, pour chaque cellule électrochimique 12, l'oxygène traverse la couche d'électrolyte 18 pour être évacué par la couche anodique 20, l'hydrogène est évacué quant à lui au niveau de la couche cathodique 22.
Les plaques d'interconnexion 14 ont aussi pour fonction de permettre la circulation des gaz destinés à réagir dans les cellules électrolytiques 12. Chaque face anodique 24 comporte à cet effet des conduits anodiques 28 et chaque face cathodique 26 comporte des conduits cathodiques 30.
Les conduits cathodiques 30 sont ainsi alimentés en vapeur d'eau (H20) et il en ressort un mélange entre l'hydrogène produit et le reste de la vapeur d'eau qui n'a pas réagi.
Les conduits anodiques 28 sont quant à eux alimentés par un gaz drainant, et il en ressort un mélange entre le gaz drainant et l'oxygène produit.
Structure de base d'une plaque d'interconnexion
Comme on peut le voir plus en détails à la figure 3, une plaque d'interconnexion 14 est réalisée en trois parties, formant une structure multicouches, à savoir une plaque centrale 38 comportant les conduits anodiques 28 et cathodiques 30, une plaque anodique 40 recouvrant une première face 42 de la plaque centrale 38, sur laquelle les conduits anodiques 28 sont formés, et une plaque cathodique 44, recouvrant une deuxième face 46 de la plaque centrale 38, sur laquelle les conduits cathodiques 30 sont formés.
La plaque anodique 40 comprend la face anodique 24 de la plaque d'interconnexion 14, qui vient en contact avec la couche anodique 20 de la cellule électrochimique 12 et la plaque cathodique 44 comprend la face cathodique 26 de la plaque d'interconnexion 14, qui vient en contact avec la couche cathodique 22 de la cellule électrochimique 12.
Les conduits anodiques 28 sont formés en creux sur la première face 42 de la plaque centrale et consistent par exemple en des rainures en creux. De manière similaire, les conduits cathodiques 30 sont formés en creux sur la deuxième face 46 de la plaque centrale 38 et consistent en des rainures en creux.
La plaque d'interconnexion 14 comporte aussi des ouvertures 36 destinées au raccordement des conduits 28, 30. Les ouvertures 36 sont formées de préférence dans les trois plaques 38, 40, 44 la constituant.
Selon un mode de réalisation préféré mais non limitatif, la plaque d'interconnexion 14 est de forme principale rectangulaire et de préférence carrée dont les bords sont parallèles à la direction longitudinale L ou à la direction transversale T.
Chacune des trois plaques 38, 40, 44 comporte ainsi deux ouvertures 36 de raccordement qui sont associées aux conduits anodiques 28. Ces deux ouvertures 36 sont parallèles à la direction longitudinale Let chaque ouverture 36 longitudinale est située le long de l'un des deux bords longitudinaux opposés de la plaque d'interconnexion 14.
Chacune des trois plaques 38, 40, 44 comporte aussi et deux ouvertures 36 de raccordement qui associées aux conduits cathodiques 30. Ces deux ouvertures 36 sont parallèles à la direction transversale T et chaque ouverture 36 transversale est située le long de l'un des deux bords transversaux opposés de la plaque d'interconnexion 14.
Aussi, les dimensions de la plaque d'interconnexion 14, dans le plan de celle-ci, c'est-à-dire perpendiculairement à la direction d'empilement Z sont supérieures aux dimensions de la cellule électrochimique 12. La cellule électrochimique 12 est disposée au centre de la plaque d'interconnexion, comme on l'a représenté par le quadrilatère Qen pointillés à la figure 4.
Ici, et selon un mode de réalisation préféré mais non limitatif, les conduits anodiques 28 s'étendent en ligne droite et selon la direction transversale T depuis une ouverture 36 longitudinale jusqu'à la cellule électrochimique 12 et les conduits cathodiques 30 s'étendent en ligne droite et selon la direction longitudinale L depuis une ouverture 36 transversale jusqu'à la cellule électrochimique 12.
La plaque anodique 40 et la plaque cathodique 44 sont solidarisées à la première face 42 et à la deuxième face 46 de la plaque centrale 38, respectivement, par exemple par soudage de manière à fermer les conduits anodiques 28 et les conduits cathodiques 30 à leur ouverture selon la direction d'empilement et ainsi isoler de manière étanche chaque conduit 28, 30.
Principe général de l'invention : plaque d'interconnexion refroidie
Que la structure d'empilement 10 fonctionne en tant qu'électrolyseur ou en tant que pile à combustible, une gestion de la température des cellules électrochimiques 12 est importantes.
A cet effet, au moins une plaque d'interconnexion 14, et de préférence chaque plaque d'interconnexion 14 comporte, en plus des conduits anodiques 28 et des conduits cathodiques 30 au moins un circuit interne 32 de circulation d'un fluide de régulation de la température des deux cellules électrochimiques 12 qui sont en contact avec la plaque d'interconnexion 14.
De préférence, la plaque d'interconnexion 14 comporte deux circuits internes 32 de régulation de température, à savoir un circuit interne de refroidissement et un circuit interne 32 de chauffage. Selon une variante de réalisation, la plaque d'interconnexion 14 comporte un seul circuit interne 32 de régulation de température, qui est apte à être utilisé pour le chauffage ou le refroidissement des cellules électrochimiques 12.
Chacun de ces circuits internes 32 est isolé des conduits anodiques 28 et des conduits cathodiques 30 afin d'éviter tout mélange des différents fluides. Dans la description qui va suivre, on fera référence à une plaque d'interconnexion comportant deux circuits internes 32 de régulation de température. Il sera compris que la variante de réalisation selon laquelle la plaque d'interconnexion 14 comporte un seul circuit interne 32 de régulation de température pourra être déduit par similarité.
Comme on peut le voir plus en détail à la figure 4, chaque circuit interne 32 de régulation de température comporte des conduits thermiques 48 au niveau desquels les transferts de chaleur entre la plaque d'interconnexion 14 et les cellules électrochimiques 12 ont lieu. Ces conduits thermiques 48 s'étendent dans une zone correspondant géométriquement à la cellule électrochimique 12 pour être situés, selon la direction d'empilement Z, au niveau de la cellule électrochimique 12. Comme on peut le voir à la figure 4, les conduits thermiques 48 sont inclus dans le quadrilatère Q. en pointillés correspondant à la cellule électrochimique 12.
Chaque circuit interne 32 de régulation de température comporte aussi des conduits d'alimentation 50 par lesquels le fluide de régulation thermique est amené vers les conduits thermiques 48 ou en ressort.
Enfin, la plaque d'interconnexion comporte des orifices d'alimentation 52 en fluide de régulation thermique auxquels les conduits d'alimentation 50 des circuits internes 32 sont connectés.
Ici, les orifices d'alimentation 52 sont disposés à chaque coin de la plaque d'interconnexion 14 et est de forme circulaire. Cette disposition permet d'adapter le raccordement de la plaque d'interconnexion 14 en fluide de régulation thermique sans avoir à modifier la disposition ou la forme des ouvertures de raccordement 36 associées aux conduits anodiques 28 et aux conduits cathodiques 30. Il sera compris que ce mode de réalisation n'est pas limitatif et qu'une autre forme ou une autre disposition des orifices d'alimentation 52 est possible.
Les circuits internes 32 de régulation thermique sont ainsi conçus pour ne pas réduire l'efficacité de l'alimentation de la cellule électrochimique en éléments nécessaires à son fonctionnement par les conduits anodiques 28 et les conduits cathodiques 30. Plaque centrale en une seule pièce
Comme on peut le voir aux figures 3 et 4, selon le premier mode de réalisation, la plaque centrale 38 de la plaque d'interconnexion 14 consiste en une plaque unique sur laquelle les conduits anodiques 28, les conduits cathodiques 30 et les circuits internes 32 de régulation de température sont formés.
Comme on l'a décrit précédemment, les conduits anodiques 28 et les conduits cathodiques 30 sont formés en creux dans la première face 42 ou la deuxième face 46 de la plaque centrale 38.
Les circuits internes 32 de régulation de température sont eux aussi formés en creux sur l'une ou l'autre de la première face faces 42 ou la deuxième face 46 de la plaque centrale 38, ici sur la deuxième face 46 de la plaque centrale 38.
Un avantage de ce mode de réalisation réside dans le fait que la fabrication la plaque centrale 38 ne nécessite qu'une étape d'usinage supplémentaire par rapport à une plaque centrale 38 ne comportant pas de circuit interne 32 de régulation de température.
A titre d'exemple non limitatif, l'épaisseur de la plaque centrale 38 est comprise entre 0.4 et 1 mm.
Les différents conduits 28, 30, 50, 52 sont formés par des procédés mécaniques de type fraisage, électroérosion, dépôt en fabrication additive, ou collage d'une plaque pré-usinée.
La profondeur des conduits 28, 30, 50, 52 est de préférence inférieure à la moitié de l'épaisseur de la plaque centrale 38.
Comme indiqué précédemment, la solidarisation de la plaque anodique 40 et de la plaque cathodique 44 avec la plaque centrale 38 est réalisée pour isoler de manière étanche les conduits anodiques 28, les conduits cathodiques 30 et le circuit interne 32 de régulation de température, formant ainsi des chambres indépendantes. Cette solidarisation est préférentiellement réalisée par soudage de la plaque 40, 44 avec la plaque centrale 38. Comme on peut le voir à la figure 5, un cordon de soudure continu 54 et étanche est formé autour de chaque chambre constituant les conduits anodiques 28, les conduits cathodiques 30 et le circuit interne 32 de régulation de température.
Des cordons de soudure discontinus 56 peuvent être formés entre les conduits d'une de ces chambres. Ces cordons de soudure discontinus 56 ont principalement pour fonction d'assurer une tenue mécanique de l'assemblage des plaques 38, 40, 44 ensemble.
Plaque centrale en plusieurs pièces
On a représenté aux figure 6 est 7 un deuxième mode de réalisation d'une plaque d'interconnexion 14 comportant un circuit interne 32 de régulation thermique.
Selon ce deuxième mode de réalisation, la plaque d'interconnexion 14 comporte une plaque anodique 40 et une plaque cathodique 44 similaires à celles du mode de réalisation décrit précédemment. La plaque d'interconnexion 14 comporte aussi une plaque centrale 38 qui est ici réalisée en plusieurs composants superposés selon la direction d'empilement Z.
La plaque centrale 38 est ainsi elle-même composée de deux plaques intermédiaires 58 disposées de part et d'autre d'une plaque refroidie 60.
Les plaques intermédiaires 58 sont sensiblement identiques l'une à l'autre et elles comportent toutes les deux des conduits anodiques 28 et des conduits cathodiques 30. Les conduits anodiques 28 ou les conduits cathodiques 30 d'une plaque intermédiaire 58 sont aptes à être raccordés ou non à un circuit de fluide.
L'utilisation de plaques intermédiaires 58 identiques permet de réduire le nombre de références de pièces à utiliser et aussi simplifier l'assemblage de la plaque d'interconnexion 14 et donc de la structure d'empilement 10.
De préférence, les conduits anodiques 28 et les conduits cathodiques 30 consistent en des encoches formées dans chaque plaque intermédiaire 58, c'est-à-dire qu'ils sont ouverts au niveau de chaque face de la plaque intermédiaire 58. Les conduits anodiques 28 et les conduits cathodiques 30 sont de préférence délimités, selon la direction d'empilement Z par la plaque anodique 40 ou la plaque cathodique 44 d'une part et par la plaque refroidie 60 d'autre part.
Des cordons de soudure continus 54 et, le cas échéant des cordons de soudure discontinus 56 tels que décrits précédemment permettent de fermer de manière étanche les conduits anodiques 28 et les conduits cathodiques 30.
La plaque refroidie 60 comporte une ouverture centrale 62, des conduits d'alimentation 50 qui permettent l'acheminement du fluide de de régulation thermique jusqu'à l'ouverture centrale 62, et des orifices d'alimentation 52. De manière similaire au premier mode de réalisation, chaque orifice d'alimentation 52 est situé au niveau d'un coin de la plaque refroidie 60 et chaque conduit d'alimentation 50 s'étend depuis un orifice d'alimentation 52 qui lui est associé jusqu'à l'ouverture centrale 62.
De manière similaire aux plaques intermédiaires 58, l'ouverture centrale 62, les conduits d'alimentation 50 et les orifices d'alimentation 52 sont formés pardécoupe dans la plaque refroidie 50, c'est-à-dire qu'ils sont ouverts au niveau de chaque face de la plaque refroidie 50. Lorsque la plaque centrale 38 est assemblée, l'ouverture centrale 62, les conduits d'alimentation 50 et les orifices d'alimentation 52 sont délimités, selon la direction d'empilement Z par les deux plaques intermédiaires 58 qui sont fixées de part et d'autre de la plaque refroidie 60.
Selon le mode de réalisation représenté, l'ouverture centrale 62 reçoit un insert 64, représenté à la figure 7, dans lequel les conduits thermiques 48 sont formés. Les dimensions de l'insert 64 et de l'ouverture centrale 62 sont définis pour permettre une alimentation de l'insert 64 en fluide de régulation thermique, c'est-à-dire que l'insert 64 est reçu dans l'ouverture centrale 62 avec un jeu de part et d'autre selon la direction longitudinale L des conduits thermiques 48 et l'insert 64 est reçu sans jeu dans l'ouverture selon la direction transversale T.
Exemples d'application
Quel que soit le mode de réalisation de la plaque centrale 38, en une seule pièce ou en plusieurs plaques, il sera compris que la structure des conduits thermiques 48 et en particulier l'agencement des circuits internes 32 d'une même plaque d'interconnexion 14 les uns par rapport aux autres et/ou par rapport aux circuits internes 32 des autres plaques d'interconnexion 14 peut avoir différents modes de réalisation sans sortir de l'invention.
Montage en série
Selon un premier exemple représenté à la figure 8, les circuits internes 32 de chaque plaque d'interconnexion 14 sont montés en série. Ainsi, comme on peut le voir par les flèches sur cette figure, le fluide de régulation thermique entre dans une plaque d'interconnexion 14 par un premier orifice d'alimentation 52, traverse un premier circuit interne 32, ressort par un deuxième orifice d'alimentation pour entrer de nouveau dans la même plaque d'interconnexion 14 par un troisième orifice d'alimentation 52, alimente le deuxième circuit interne 32 et sort de la plaque d'interconnexion 14 par un quatrième orifice d'alimentation 52.
Pour permettre un raccordement en série des circuits internes 32, le deuxième orifice d'alimentation 52 d'un circuit interne (32) est raccordé au troisième orifice d'alimentation 52 de l'autre circuit interne (32) une barre d'interconnexion 68.
Montage en parallèle
Selon un deuxième aspect représenté à la figure 9, les circuits internes 32 de chaque plaque d'interconnexion 14 sont montés en parallèles. Ainsi, comme on peut le voir par les flèches sur cette figure, le fluide de régulation thermique entre dans une plaque d'interconnexion 14 par un premier orifice d'alimentation 52, traverse un premier circuit interne 32 et ressort par un deuxième orifice d'alimentation 52. De même, le même fluide ou un autre fluide entre dans la même plaque d'interconnexion 14 par un quatrième orifice d'alimentation 52, alimente le deuxième circuit interne 32 et sort de la plaque d'interconnexion 14 par le troisième orifice d'alimentation 52.
Ici aussi, tous les premiers orifices d'alimentation 52 de toutes les plaques d'interconnexion 14 sont alignés selon la direction d'empilement Z et sont raccordés les uns aux autres. Il en est de même pour les deuxièmes, troisièmes et quatrièmes orifices d'alimentation 52. Selon ce deuxième aspect, les circuits internes 32 associés aux premiers orifices d'alimentation 52 et aux deuxièmes orifices d'alimentation 52 sont indépendants des circuits internes 32 associés auxtroisièmes orifices d'alimentation 52 et aux quatrièmes orifices d'alimentation 52.
Ce deuxième aspect permet de former deux circuits de fluides de régulation thermique indépendants l'un de l'autre.
Il est ainsi possible de faire circuler un premier fluide destiné par exemple au refroidissement des cellules électrochimiques dans un premier de ces deux circuits et un deuxième fluide destiné par exemple au chauffage des cellules électrochimiques dans l'autre de ces deux circuits.
Montage pour un mélange de fluides
On a représenté à la figure 10 un autre exemple de mise en œuvre de l'invention dans lequel les conduits thermiques 48 sont regroupés en un seul circuit interne 32. Ce circuit interne 32 est alimenté par deux fluides différents, ici, un fluide alimenté par le premier orifice d'alimentation 52 et un fluide alimenté par le quatrième orifice d'alimentation 52.
Ces deux fluides se mélangent dans le circuit interne 32 et réagissent chimiquement en se mélangeant pour produire une réaction exothermique ou endothermique. Le produit de cette réaction chimique est évacué par les deux autres orifices d'alimentation 52.
Selon encore un autre aspect de la structure d'empilement 10, les plaques d'interconnexion 14 sont disposées parallèlement les unes aux autres et sont alignées selon la direction d'empilement Z. De préférence, elles ont toutes la même orientation dans cet empilement, pour que tous les orifices d'alimentation 52 qui ont une même fonction soient alignés selon la direction d'empilement Z et pour qu'ils soient en outre directement raccordés les uns aux autres.
Ainsi, comme on peut le voir aux figures 8 et 9, tous les premiers orifices d'alimentation 52 de toutes les plaques d'interconnexion 14 sont alignés selon la direction d'empilement Z et sont raccordés les uns aux autres. Il en est de même pour les deuxièmes, troisièmes et quatrièmes orifices d'alimentation 52.
En outre, comme on l'a représenté à la figure 8, dans le cas d'un montage en série des conduits internes 32, l'ensemble formé par tous les deuxièmes orifices d'alimentation 52 est raccordé à l'ensemble formé par les troisièmes orifices d'alimentation 52 par une barre d'interconnexion 68 unique.

Claims

REVENDICATIONS
1. Structure d'empilement (10) à oxydes solides comportant une alternance, selon une direction d'empilement Z, de cellules électrochimiques (12) et de plaques d'interconnexion (14), chaque cellule électrochimique (12) étant formée d'une couche d'électrolyte (18), d'une couche anodique (20) et d'une couche cathodique (22) disposées de part et d'autre de la couche d'électrolyte (18), selon la direction d'empilement Z, dans laquelle chaque plaque d'interconnexion (14) qui est située entre deux cellules électrochimiques (12) est en contact avec la couche anodique (20) d'une cellule électrochimique (12) et avec la couche cathodique (22) de l'autre cellule électrochimique (12), dans laquelle au moins une plaque d'interconnexion (14) comporte au moins un circuit interne (32) de circulation d'un fluide de régulation de la température des deux cellules électrochimiques (12) qui sont en contact avec la plaque d'interconnexion (14), dans laquelle chaque plaque d'interconnexion (14) comporte une plaque anodique (40) qui est en contact avec la couche anodique (20) d'une cellule électrochimique (12), une plaque cathodique (44) qui est en contact avec la couche cathodique (22) d'une autre cellule électrochimique et une plaque centrale (38) située entre la plaque anodique (40) et la plaque cathodique (44), dans laquelle la plaque centrale (38) de ladite plaque d'interconnexion (14) comporte ledit au moins un circuit interne (32), dans laquelle la plaque centrale (38) comporte en outre des conduits anodiques (28) et des conduits cathodiques (30) d'alimentation de la cellule électrochimique (12) en fluides. caractérisée en ce que les conduits anodiques (28) sont formés en creux dans une première face (42) de la plaque centrale (38), les conduits cathodiques (30) sont formés en creux dans une deuxième face (46) de la plaque centrale (38) et ledit au moins un circuit interne (32) est formé en creux dans l'une ou l'autre de la première face faces (42) ou de la deuxième face (46) de la plaque centrale (38).
2. Structure d'empilement (10) selon la revendicationl, caractérisée en ce que la plaque centrale comporte une plaque refroidie (60) dans laquelle ledit au moins un circuit interne (32) est formé et deux plaques intermédiaires (58) réparties de part et d'autre de la plaque refroidie (60) dans lesquelles les conduits anodiques (28) et les conduits cathodiques (30) sont formés.
3. Structure d'empilement (10) selon la revendication 2, caractérisée en ce que les conduits anodiques (28), les conduits cathodiques (30) et ledit au moins un circuit interne (32) consistent chacun en une découpe de la plaque intermédiaire (58) ou de la plaque refroidie (60).
4. Structure d'empilement (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la plaque refroidie (60) comporte une ouverture centrale (62) dans laquelle un insert (64) est disposé.
5. Structure d'empilement (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque circuit interne (32) comporte des conduits thermiques (48), au niveau desquels des transferts de chaleur avec les cellules électrochimiques (12) qui sont en contact avec la plaque d'interconnexion (14) ont lieu, des orifices (52) d'alimentation en fluide et des conduits d'alimentation (50) reliant les orifices (52) aux conduits thermiques (48).
6. Structure d'empilement (10) selon la revendication 5, en combinaison avec la revendication 4, caractérisée en ce que les conduits thermiques (48) sont formés dans l'insert (64) et les conduits d'alimentation (50) et les orifices d'alimentation (52) sont formés dans la plaque refroidie (60).
7. Structure d'empilement (10) selon la revendication 6, caractérisée en ce que les conduits thermiques (48) sont parallèles à une direction longitudinale L, et en ce que l'insert est reçu avec jeu dans l'ouverture centrale (62) avec jeu selon la direction longitudinale et sans jeu selon une direction transversale T.
8. Structure d'empilement (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque plaque d'interconnexion (14) comporte deux circuits internes (32) qui sont montés en série et en ce que la structure d'empilement comporte une barre d'interconnexion (68) raccordant un orifice d'alimentation (52) d'un circuit interne (32) à un orifice d'alimentation (52) de l'autre circuit interne (32).
9. Structure d'empilement (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que chaque plaque d'interconnexion (14) comporte deux circuits internes (32) qui sont montés en parallèle.
10. Structure d'empilement (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que tous les orifices d'alimentation (52) qui ont une même fonction sont alignés selon la direction d'empilement Z et sont en outre directement raccordés les uns aux autres.
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