Download or read book PREPARATION ET ACTIVITE ELECTROCATALYTIQUE DES NANO PARTICULES DE PLATINE DANS LES ELECTRODES DE PILES A COMBUSTIBLE A MEMBRANE ECHANGEUSE DE PROTONS written by OLIVIER.. ANTOINE and published by . This book was released on 1998 with total page 226 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CETTE THESE CONCERNE L'ETUDE PLUTOT FONDAMENTALE DES REACTIONS SE PRODUISANT SUR LES NANO-PARTICULES DE PLATINE DANS LES COUCHES ACTIVES DES ELECTRODES DE PILES A COMBUSTIBLE A MEMBRANE ECHANGEUSE DE PROTONS (PEMFC) : REDUCTION DE L'OXYGENE ET OXYDATION DE L'HYDROGENE, AINSI QUE L'ETUDE PLUTOT APPLIQUEE D'UNE METHODE DE PREPARATION IN SITU DE CES PARTICULES. L'ETUDE DE LA REDUCTION DE L'OXYGENE COMPLETE LES TRAVAUX ANTERIEURS EN CONFIRMANT L'EFFET DE LA TAILLE DES PARTICULES SUR LA CINETIQUE (OPTIMUM D'ACTIVITE MASSIQUE VERS 3NM DE DIAMETRE), EN CONSIDERANT L'EFFET DE LA TEMPERATURE ET DU SUBSTRAT, ET SURTOUT EN ETUDIANT LA PRODUCTION DE H#2O#2 A L'ELECTRODE DISQUE-ANNEAU ET LE MECANISME DE LA REACTION PAR MESURES EN SPECTROSCOPIE D'IMPEDANCE : COMME SUR PLATINE MASSIF EN MILIEU ACIDE, LE MECANISME DE DAMJANOVIC EST RETENU POUR LES NANO-PARTICULES DE PLATINE. L'OXYDATION DE L'HYDROGENE EST BEAUCOUP PLUS RAPIDE, DONC LIMITEE PAR LA DIFFUSION DU GAZ ET BEAUCOUP PLUS DIFFICILE A ETUDIER. CE TRAVAIL A NECESSITE L'UTILISATION DE PROGRAMMES DE CORRECTION SOPHISTIQUES ET D'UNE GEOMETRIE ORIGINALE (COUCHE ACTIVE TRES FINE : L

Download or read book ETUDE DE CATALYSEURS A BASE DE PLATINE POUR LES ELECTRODES DE PILE A COMBUSTIBLE A MEMBRANE ECHANGEUSE DE PROTONS written by AGNES.. GAMEZ MERLE and published by . This book was released on 1996 with total page 175 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LE DEVELOPPEMENT DES PILES A COMBUSTIBLE A MEMBRANE ECHANGEUSE DE PROTONS POUR DES VEHICULES ELECTRIQUES NECESSITE UNE MINISATION DE LA QUANTITE DE PLATINE UTILISEE DANS LES ELECTRODES. AINSI LE PLATINE EST DEPOSE SUR DIFFERENTS SUPPORTS SELON DEUX METHODES: L'ECHANGE CATIONIQUE ET L'IMPREGNATION. LES CATALYSEURS SONT ETUDIES ELECTROCHIMIQUEMENT AVEC UNE ELECTRODE TOURNANTE A DISQUE. L'ETUDE DE LA REDUCTION DE L'OXYGENE A MONTRE QUE L'ACTIVITE SPECIFIQUE DU PLATINE AUGMENTE AVEC LA TAILLE DES PARTICULES. L'AJOUT D'UN PROMOTEUR (PALLADIUM, RUTHENIUM) A PERMIS DE MULTIPLIER LA DENSITE DE COURANT D'ECHANGE PAR VINGT ET HUIT RESPECTIVEMENT. POUR L'OXYDATION DE L'HYDROGENE, L'ACTIVITE ELECTROCATALYTIQUE EST MEILLEURE AVEC DES PARTICULES DE DIAMETRE EGAL OU SUPERIEUR A DEUX NM. DE PLUS, CETTE ACTIVITE DIMINUE QUAND ON AUGMENTE LA TENEUR EN PLATINE. L'AJOUT DE PALLADIUM (QUARANTE POUR CENT) OU DE RUTHENIUM (VINGT-DEUX ET SOIXANTE DIX-HUIT POUR CENT) A PERMIS D'OBTENIR UNE ACTIVITE MAXIMALE

Download or read book D termination des m canismes de d gradation d lectrodes mod les de pile combustible membrane changeuse de protons written by Zuzhen Zhao and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse s'est intéressé aux mécanismes de dégradation de nanoparticules de Pt supportées sur carbone utilisées pour catalyser les réactions électrochimiques dans une pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) et à leur conséquences d'un point de vue cinétique. Nous avons mis en évidence les différents mécanismes (maturation d'Ostwald 3D, corrosion du support carboné, migration/agrégation des cristallites métalliques) conduisant à une perte de surface active électrochimiquement et avons trouvé des conditions permettent d'isoler chacun de ces mécanismes. En premier lieu, nous avons montré que les nanoparticules de Pt supportées sur carbone ne sont pas immobiles mais agrègent en conditions réactionnelles notamment en présence de molécules réductrices. La vitesse de ce processus varie dans l'ordre CO > CH3OH > H2 et a été reliée à (i) la baisse du travail d'adhésion engendrée par la chimisorption de ces molécules et (ii) la réduction des groupements oxygénés présents sur le support carboné natif.Nous nous sommes également intéressés au mécanisme d'électrooxydation électrochimique du Vulcan XC72, un noir de carbone classiquement utilisé dans les couches catalytiques de PEMFC. Des mesures par spectroscopie Raman ont montré que les domaines désordonnés du Vulcan XC72 (non-graphitiques, hybridation sp3) sont corrodés de façon préférentielle dans des conditions expérimentales proches de celles d'une cathode de PEMFC. Les domaines ordonnés du support carboné (carbone graphitique, hybridation sp2) sont également corrodés, la vitesse de ce processus étant largement inférieure à ce qui est observé sur les domaines désordonnés. En conséquence, les nanoparticules de Pt se détachent ou agglomèrent comme le révèlent des expériences de microscopie électronique en transmission couplées à l'électrochimie. L'ensemble de ces mécanismes de dégradation conduit à un abaissement de la densité du nombre de particules métalliques et augmente la distance entre ces dernières. Dans le chapitre IV, nous montrons que des électrocatalyseurs Pt/Sibunit electrocatalysts possédant (i) un faible chargement massique en Pt, et (ii) de grandes distances inter-particules présentant une faible activité pour la réduction du dioxygène de l'air. Le nombre moyen d'électrons transférés par molécule de dioxygène décroît bien sous la valeur théorique de 4 lorsque l'épaisseur de la couche catalytique ou le chargement massique diminue. Nous avons relié cela à un transport et à une ré-adsorption plus difficiles des intermédiaires réactionnels notamment le péroxyde d'hydrogène. Une diminution du nombre de sites catalytiques peut également engendrer une limitation des cinétiques réactionnelles par l'adsorption de l'oxygène. Au vu de l'ensemble des résultats précédents, nous avons conclu que des cristallites de plus grande taille permettraient d'améliorer la durabilité des matériaux contenus dans les couches catalytiques de PEMFC. Des nano-fils de Pt (NWs) avec une taille moyenne de cristallite de 2,1 ± 0,2 nm ont été synthétisés. Nous avons montré que la morphologie du matériau joue un rôle conséquent à la fois en termes d'activité électrocatalytique et de durabilité : les matériaux Pt NWs/C permettent une réduction de prêt de 170 mV de la surtension d'oxydation d'une monocouche de monoxyde de carbone et possèdent une activité catalytique élevée et stable pour l'électrooxydation du méthanol. Cette dernière a été attribuée à (i) l'augmentation de la masse des cristallites de Pt résultant de l'augmentation en taille (nanoparticules à nano-fils) et (ii) une surface de contact élevée avec le support carboné. Ces matériaux possèdent un potentiel intéressant pour résoudre les problèmes de durabilité rencontrés avec les matériaux 0D utilisés de façon conventionnelle.

Download or read book laboration et caract risation de nouveaux mat riaux d lectrodes pour pile combustible membrane changeuse de protons written by Nathalie Hugot and published by . This book was released on 2013 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail s'inscrit dans les thématiques matériaux carbonés et matériaux pour l'énergie. Il s'agit d'une part de remplacer tout ou partie du platine, catalyseur de la pile à combustible basse température, par des matériaux moins coûteux et plus abondants ; et d'autre part d'optimiser l'accessibilité des sites catalytiques aux réactifs. WCl6 est imprégné en phase gazeuse en présence de dichlore sur un support dérivé du graphite expansé, avant d'être réduit/carburé afin d'obtenir des dérivés du tungstène (tungstène, carbures de tungstène). La taille et la nature des nanoparticules dépendent de la composition du gaz utilisé (H2 ou mélange H2/CH4) et de la température de réaction. En présence de H2, la réduction est complète à partir de 550°C. L'utilisation d'un mélange gazeux H2/CH4 (90/10, 85/15 ou 80/20) conduit à l'élaboration de nanoparticules de W2C et WC. L'augmentation de la température favorise le frittage des particules mais pas la carburation complète. Les tests en demi-pile effectués sur ces catalyseurs révèlent qu'ils sont peu performants. Des catalyseurs mixtes Pt-W2C sont obtenus en déposant successivement PtCl4 et WCl6. La réduction - carburation est réalisée à 900°C en présence d'un mélange H2/CH4 (85/15). Ces matériaux possèdent des performances électrocatalytiques bien supérieures à celles d'un catalyseur commercial pour un taux de platine équivalent. Ce travail concerne également la fonctionnalisation du support carboné par des groupements sulfonate. Le greffage de polystyrène sulfonate est efficace car il permet de diminuer la quantité de Nafion utilisée dans les électrodes et d'améliorer les performances catalytiques.

Download or read book R cup ration lectrochimique en milieu liquide ionique de nanoparticules de platine contenues dans les lectrodes de PEMFC written by Maxime Balva and published by . This book was released on 2017 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les nanoparticules de platine (Pt) représentent environ la moitié du coût de fabrication des piles à combustible à membrane échangeuses de protons (PEMFC), ce qui constitue un frein à leur commercialisation à grande échelle. La récupération du Pt contenu dans les piles usagées apparaît donc nécessaire. Les voies de traitement habituellement mises en œuvre pour le recyclage de catalyseurs à base de Pt sont des procédés pyro-hydrométallurgiques, générateurs d'émissions polluantes (CO2, NO2). Une voie de traitement électrochimique en milieu liquide ionique (LI), plus respectueuse de l'environnement, est proposée ici. Elle combine dans une seule cellule la lixiviation du Pt par dissolution anodique et sa récupération par électrodéposition, dans des conditions de température "douces", sans émission de gaz nocifs. L'étude de nombreux électrolytes a permis de sélectionner les mélanges BMIMTFSI + BMIMCl (bis(trifluorométhylsulfonyl) imidure + chlorure de 1-butyl-3-méthylimidazolium), en raison du caractère complexant des chlorures facilitant la lixiviation du Pt et de la bonne stabilité électrochimique du BMIMTFSI. L'anion TFSI-, peu coordonnant, permet de moduler le caractère complexant de l'électrolyte, paramètre clé du procédé influant sur la nature et la stabilité électrochimique du complexe de Pt formé par lixiviation. Au cours de ce travail, les conditions expérimentales permettant de lixivier et d'électrodéposer le Pt dans une cellule unitaire ont été définies et appliquées avec succès aux électrodes de PEMFC. L'électrolyte sélectionné, faiblement hygroscopique, permet la récupération du Pt en atmosphère ambiante.

Download or read book Etude d lectrocatalyseurs dispers s base de platine pour l oxydation de l thanol en vue d une application une pile combustible pour le v hicule lectrique written by Fabien Delime and published by . This book was released on 1997 with total page 141 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'UTILISATION DE L'ETHANOL DANS UNE PILE A COMBUSTIBLE NECESSITE LA RECHERCHE DE CATALYSEURS PERMETTANT D'AUGMENTER LES COURANTS D'OXYDATION DE L'ALCOOL A BAS POTENTIEL ET DE DIMINUER L'EMPOISONNEMENT RENCONTRE AVEC LE PLATINE SEUL. DANS UN PREMIER TEMPS, DES ETUDES ONT ETE MENEES EN DEMI-PILE SUR DES ELECTRODES MODELES PT-NAFION. LA METHODE DE PREPARATION DES ELECTRODES A ETE OPTIMISEE VIS A VIS DE LA DISPERSION DU METAL. GRACE AUX CONDITIONS DETERMINEES PAR L'EMPLOI DE PLANS D'EXPERIENCE, IL EST POSSIBLE DE PREPARER DES ELECTRODES PT-NAFION DE FORTE RUGOSITE, SUR LESQUELLES L'ELECTROOXYDATION DE L'ETHANOL EST DECALEE VERS LES PLUS BAS POTENTIELS. PAR AILLEURS, L'ACTIVITE DE L'ELECTRODE PT-NAFION A ETE AUGMENTEE PAR L'EMPLOI DE CATALYSEURS BIMETALLIQUES PT-RU OU PT-SN. L'ETUDE D'ELECTRODES PT-SN-PEM PAR TEM A MONTRE QUE L'ETAIN EST PREFERENTIELLEMENT DEPOSE A LA SURFACE DE L'ELECTRODE, FORMANT DES PARTICULES PT-SN, DONT LA COMPOSITION ATOMIQUE ET LA STRUCTURE CRISTALLOGRAPHIQUE ONT ETE DETERMINEES. DANS UN SECOND TEMPS, DES ETUDES ONT ETE MENEES EN PILE ETHANOL-O#2 A MEMBRANE ECHANGEUSE DE PROTONS. LES COURBES DE POLARISATION ANODIQUE ONT MONTRE QUE LES COUPLES PT-RU ET PT-SN PERMETTENT UNE DIMINUTION CONSEQUENTE DE LA SURTENSION ANODIQUE, AMELIORANT D'AUTANT LES PERFORMANCE DE LA PILE ETHANOL-O#2.

Download or read book Nanotechnology in Electrocatalysis for Energy written by Alessandro Lavacchi and published by Springer Science & Business Media. This book was released on 2014-01-28 with total page 334 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This book focuses on nanotechnology in electrocatalysis for energy applications. In particular the book covers nanostructured electrocatalysts for low temperature fuel cells, low temperature electrolyzers and electrochemical valorization. The function of this book is to provide an introduction to basic principles of electrocatalysis, together with a review of the main classes of materials and electrode architectures. This book will illustrate the basic ideas behind material design and provide an introductory sketch of current research focuses. The easy-to-follow three part book focuses on major formulas, concepts and philosophies. This book is ideal for professionals and researchers interested in the field of electrochemistry, renewable energy and electrocatalysis.

Download or read book Proc d de recyclage des Assemblages Membrane Electrode AME de piles combustible utilisant des liquides ioniques written by Mathias Coudray and published by . This book was released on 2019 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le recyclage des assemblages membrane électrode (AMEs) des piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) est en enjeu important pour le développement du marché de ces piles fonctionnant à l'hydrogène. Dans ces AMEs se trouvent le platine (Pt), un métal précieux et rare qui conditionne majoritairement le coût total de la pile. Le recyclage du Pt est encore largement effectué par hydro ou pyrométallurgie ce qui entraîne le rejet de gaz toxiques et polluants dans l'environnement. Plusieurs études ont porté sur la mise en place d'une voie plus soutenable écologiquement que le traditionnel usage d'acides forts pour lixivier le platine. Le procédé proposé ici s'inscrit dans ce domaine de recherche en proposant une nouvelle voie de séparation des constituants de l'électrode de PEMFC en vu de leur recyclage par l'utilisation de liquides ioniques. Ceux-ci par leur stabilité thermique et chimique et leur non-volatilité peuvent permettre la mise en place d'un procédé de récupération du platine sûr. Après l'étude d'une sélection de liquides ioniques plusieurs d'entre eux, dont le P66614Cl (trihexyltetradécylphosphonium chlorure), ont permis la récupération du platine sous forme de nanoparticules détachées et stabilisées dans le liquide ionique. Une étude des interactions du liquide ionique avec chacun des composants de l'AME a permis de mieux comprendre les mécanismes d'extraction. Le liquide ionique interagit ainsi fortement avec l'ionomère présent dans la couche catalytique. Cette forte interaction ouvre la voie à un retraitement simultané du Nafion et du platine des AMEs.

Download or read book Croissance confin e de nanofils nanotubes m talliques written by Olivier Marconot and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Actuellement, le développement à grande échelle des piles à combustible à membrane échangeuse de protons est limité par l'utilisation importante de platine ainsi que par une faible durabilité des dispositifs. Les électrodes conventionnelles, dénommées Pt/C, sont constituées de nanoparticules de platine déposées sur un support composé de nanoparticules de carbone. Le but de cette thèse est de proposer, élaborer et tester en pile à combustible complète des nanostructures composées de nanotubes de platine autosupportés afin d'augmenter la durée de vie des dispositifs et de réduire la quantité de platine utilisée. Afin de réaliser de telles nanostructures, un moule d'alumine nanoporeuse constitué de nanopores verticaux est élaboré par oxydation électrochimique d'aluminium. Cette matrice de nanopores permet de réaliser une croissance confinée de nanotubes de platine par évaporation de métal sous vide ou par des dépôts électrochimiques. Une membrane de Nafion® est par la suite pressée à chaud et l'alumine est dissoute. Des nanotubes de platine autosupportés sont ainsi obtenus à la surface de la membrane. Afin de comprendre le fonctionnement de ces électrodes en pile à combustible complète, une méthode de quantification des pertes limitant les performances d'électrodes standards de Pt/C a été utilisée. La nanostructuration des électrodes permet d'augmenter significativement la durée de vie des dispositifs et de diminuer les pertes de transport d'oxygène. La principale limitation mise en évidence est des pertes cinétiques importantes en raison de la faible surface spécifique de platine développée.

Download or read book D veloppement de catalyseurs plurim talliques multifonctionnels pour l oxydation lectrocatalytique de l thanol dans une pile oxydation directe DEFC written by Séverine Rousseau and published by . This book was released on 2004 with total page 229 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les problèmes climatiques liés aux rejets dans l'atmosphère et l'épuisement des ressources pétrolières nécessitent une modification des pratiques énergétiques dans les années à venir. Cette modification passe par le développement de nouvelles sources d'énergie propre telle que la pile à combustible. L'éthanol représente un candidat intéressant au regard de sa grande disponibilité, de sa faible toxicité et de sa grande énergie spécifique. L'éthanol peut être directement oxydé à l'anode d'une pile à membrane échangeuse de protons (PEMFC), mais son adsorption dissociative sur les sites de platine conduit à la formation d'espèces poisons responsables de la faible activité des catalyseurs. Cette étude s'est donc portée sur la préparation de systèmes plurimétalliques à base de platine par voie colloïdale. Les techniques électrochimiques ont pu mettre en évidence une diminution de la surtension anodique de 200 mV avec des catalyseurs Pt-Sn et Pt-Sn-Ru supportés sur Vulcan XC-72. Une étude par spectroscopie infrarouge de réflexion couplée à des analyses par chromatographie des produits de réaction a permis d'affiner le mécanisme de la réaction sur les systèmes Pt et Pt-Sn. Le système le plus actif apparaît être le catalyseur Pt-Sn de composition atomique (90 :10) chargé à 60% en masse. Ces conclusions ont été confirmées lors des tests en pile à combustion directe d'éthanol avec une densité de puissance maximale de 62 mW.cm-2 à 100ʻC. Des anodes de grande surface ont pu être préparées, montrant une bonne activité et une bonne stabilité en conditions piles à combustible.

Download or read book Caract risation du vieillissement de nanoparticules de Pt C ou PtCo C Effets des modifications morphologiques et de composition sur l lectrocatalyse de la r action de r duction de l oxyg ne written by Flavio Nikkuni and published by . This book was released on 2013 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse a concerné l'étude du comportement de nanoparticules d'électrocatalyseurs à base de Pt et Co déposées sur carbone de grande aire développée (Pt/C, PtCo/C et Pt3Co/C) en conditions représentative d'un fonctionnement à la cathode d'une pile à combustible à membrane échangeuse de protons. Dans une première phase, des électrodes modèles de ces matériaux ont été préparées sur des embouts de carbone vitreux compatibles avec une utilisation en montage d'électrode à disque tournant en milieu acide sulfurique, pour étudier l'évolution des performances électrochimiques (adsorption/désorption de l'hydrogène, Hupd, électrooxydation d'une monocouche de CO adsorbée à la surface du catalyseur : « CO-stripping », cinétique d'électroréduction de l'oxygène) après cyclage accéléré de potentiel (0,1 à 0,9 V vs. RHE et 0,6 à 0,9 V vs. RHE par créneaux d'une minute à chaque potentiel). Ces mesures électrochimiques ont été complétées par des observations statistiques par microscopie électronique en transmission (TEM) et fluorescence X (X-EDS) avant/après ces vieillissements sur des prélèvements représentatifs des couches actives. Les résultats montrent que le cobalt est irréversiblement oxydé/dissous des alliages Pt-Co et que la maturation d'Ostwald advient (pour le Pt) spécialement lorsque la borne inférieure de potentiel est fixée à 0,1 V vs. RHE. Ces mesures statistiques ont été confirmées par des expériences de MET en localisation identique (ILTEM), dans lesquelles les mêmes nanoparticules sont physiquement observées avant/après électrochimie réalisée sur la grille de microscopie[1]. Dans un second temps, des vieillissements identiques ont été mis en œuvre sur les mêmes matériaux électrocatalytiques en électrolyte polymère (Nafion), plus représentatif des conditions PEMFC, par utilisation d'une ultramicroélectrode à cavité et d'une « cellule sèche » dans laquelle le seul électrolyte est le Nafion (il n'y a donc pas d'électrolyte liquide). Dans ces conditions, plus proches des conditions réelles de fonctionnement d'une PEMFC, les mécanismes de dégradations sont différents de ceux observés en présence (d'excès) d'électrolyte liquide, parce que (entre autre), les ions Pt2+ formés à haut potentiel sont piégés dans le ionomère et donc plus faciles à redéposer sur les nanoparticules restantes. Le changement de morphologie (et composition) des nanoparticules de Pt/C (et Pt-Co/C) n'est donc pas identique en milieu H2SO4 et en milieu Nafion, ce qui montre que les tests réalisés en condition de laboratoire (en électrolyte liquide) ne sont pas forcément représentatifs de ce qui advient en PEMFC. Par extension, cette cellule sèche a été mise en œuvre pour mesurer les propriétés électrocatalytiques des différents électrocatalyseurs et, une fois encore, le milieu électrolyte liquide ne rend pas compte des performances observées en milieu « polymère ». Ces mesures ont été complétées par des observations statistiques en MET. Enfin, et il s'agit d'une innovation conséquente propre à ce travail, la méthode ILTEM a été employée pour des grilles de microscopie (supportant les électrocatalyseurs) n'ayant été utilisées qu'en interface avec un électrolyte polymère. Cela a permis de confirmer de manière quantitative et sur les mêmes grains de carbone / nanoparticules de Pt (ou Pt-Co) que les dégradations observées en milieu électrolyte liquide ne rendent pas compte de celles advenant en milieu polymère, la présence d'eau liquide jouant un rôle déterminant dans le premier cas (dissolution des espèces Pt2+/Co2+, oxydation du carbone, etc.).

Download or read book Mod lisation et conception d lectrode cathodique multicouche faible quantit de platine et haute performance pour les piles combustible membrane changeuse de proton PEMFC written by Daouda Fofana and published by . This book was released on 2013 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Nanocomposites Pour lectrodes de Piles Combustible written by Bertrand Baret and published by Omniscriptum. This book was released on 2010-10 with total page 180 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Nous associons par voie liquide des nanoparticules de platine enrobées (NP) et des nanotubes de carbone (NT) afin d'obtenir une dispersion de nanocomposite. Ce procédé permet de contrôler dans une large gamme la couverture des nanotubes de carbone par les nanoparticules de platine. Puis, par filtration sur feutre de carbone nous obtenons des électrodes de PAC de composition variable (épaisseur, quantité de platine). Nous avons ensuite qualifié ces électrodes vis-à-vis de la réduction de l'oxygène. Nous avons utilisé la voltampérométrie cyclique dans les conditions où les électrodes sont imprégnées d'électrolyte. Des différences observées entre deux méthodes d'imprégnation des électrodes ont révélé l'importance des modulations de mouillabilité des couches actives avec le rapport massique NP/NT et la nature de l'enrobage des nanoparticules. Des tests en pile avec nos électrodes illustrent enfin la possibilité de diminuer à l'avenir de manière très significative la quantité de platine dans les PAC.

Download or read book Composites nanotubes de carbone nanoparticules de platine enrob es pour lectrodes de pile combustible written by Bertrand Baret and published by . This book was released on 2009 with total page 360 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail porte sur la réalisation et la caractérisation d’électrodes pour piles à combustible (PAC). L’approche bottom-up adoptée associe par voie liquide des nanoparticules de platine enrobées par des molécules (NP) et des nanotubes de carbone (NT) préformés afin d’obtenir une dispersion liquide de nanocomposite. Ce procédé original permet de contrôler dans une large gamme la couverture des nanotubes de carbone par les nanoparticules de platine. Puis, par filtration sur feutre de carbone nous obtenons des électrodes de PAC avec des couches actives de compositions très diverses (1 à 300 μg Pt/cm2, épaisseurs de 10 à 80 μm). Nous avons ensuite qualifié ex situ ces électrodes à l’aide de paramètres pertinents. Nous avons utilisé la voltampérométrie cyclique dans les conditions où les électrodes sont imprégnées d’électrolyte et calculé ces paramètres pour chaque électrode. Des différences observées dans ces paramètres entre deux méthodes d’imprégnation des électrodes ont révélé l’importance des modulations de mouillabilité des couches actives avec le rapport massique NP/NT et la nature de l’enrobage des nanoparticules. Cela débouche sur la possibilité de réaliser des électrodes modèles permettant à terme d’optimiser la gestion des points triples et donc l’utilisation du catalyseur dans les électrodes de PAC. Des tests en pile avec nos électrodes illustrent ainsi la possibilité de diminuer à l’avenir de manière très significative les densités de platine dans les PAC.

Download or read book Vers l co conception des piles combustible written by Lucien Duclos and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les piles à combustible (PAC) de type PEMFC permettent d'assurer la conversion d'énergie chimique en énergie électrique en utilisant de l'hydrogène pouvant être produit à partir de sources renouvelables. La catalyse des réactions mises en jeu lors de cette conversion d'énergie nécessite l'utilisation de platine, dont les ressources sont faibles et la production (extraction et raffinage) complexe. De plus, du fait de son prix élevé, ce métal représente une part importante du coût de production des PEMFC. Aujourd'hui, le prix de cette technologie doit être réduit pour qu'elle soit économiquement compétitive et puisse être commercialisée à grande échelle. En outre, les charges en platine dans les électrodes de piles à combustible ne peuvent être réduites significativement sans altération de la performance et de la durabilité de ces systèmes. Donc, le développement d'une filière de recyclage pour assurer la récupération du Pt en fin de vie des PAC pourrait permettre une réduction du coût de production des PEMFC.Cette thèse a consisté à mettre en place une voie de recyclage du platine d'assemblages membrane-électrodes (AME) de PEMFC. Un procédé hydrométallurgique composé des étapes suivantes : (i) lixiviation, (ii) séparation et (iii) récupération du platine a été développé. Différentes alternatives de lixiviation (HCl/H2O2, HCl/HNO3), de séparation (par résine ou solvant), de récupération (sous forme de nanoparticules ou de sel) ont été testées. Le fonctionnement de ces processus de récupération du platine a alors été optimisé à partir de produits modèles (Pt/C et solutions synthétiques). Le choix de ces derniers a ensuite été orienté grâce à une étude d'analyse du cycle de vie (ACV) réalisée à l'échelle de l'AME.Enfin, 76% du platine contenu dans des AME composées de catalyseurs Pt-Co a pu être récupéré. Ce rendement a pu être obtenu après mise en place du procédé composé des étapes suivantes : (i) dissolution du Pt par lixiviation avec le mélange HCl/H2O2, (ii) séparation du cobalt sur résine échangeuse d'ions, (iii) récupération sous forme de nanoparticules par la voie polyol. Les résultats finaux d'ACV ont montré que le recyclage du platine permettrait une nette réduction des impacts environnementaux du cycle de vie d'AME de PEMFC.

Download or read book Optimisation des conditions de synth se par CVD plasma de membranes conductrices de protons pour piles combustible written by Aboubakr Ennajdaoui and published by . This book was released on 2009 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse, réalisée dans le cadre du projet PCP (Piles à Combustible par Procédés Plasma) est le fruit d'une collaboration de plusieurs années : Dreux Agglomération, les laboratoires GREMI et IEM, et l'industriel MHS Equipment. L'objectif de ce travail étant la fabrication par procédé plasma, d'un coeur de pile à combustible, dans un réacteur prototype préindustriel. Pour ce faire, deux études de faisabilités ont été menées en parallèle. La première étude, à l'IEM, porte sur la synthèse, par polymérisation plasma dans un réacteur pilote, de membranes polymères conductrices de protons. Deux précurseurs ont été utilisés : le styrène et l'acide trifluorométhanesulfonique. Les membranes polymères plasma se présentent sous la forme de dépôts denses, homogènes, et très adhérents à leur support en tissu carboné. Les membranes plasma sont intrinsèquement bien moins conductrices que la membrane commerciale Nafion®, néanmoins, leur niveau de conduction reste satisfaisant du fait de leur faible épaisseur. Les membranes plasmas profitent de leur densité et de leur fort taux de réticulation pour disposer une imperméabilité au méthanol beaucoup plus importante que celle du Nafion®. La stabilité thermique des membranes plasma, également évaluée, leur permet de supporter les températures de fonctionnement des piles. La seconde étude concerne l'élaboration des électrodes par pulvérisation magnétron dans le réacteur pilote au GREMI. L'utilisation d'une configuration de dépôt à une cible de platine ou de la combinaison d'une cible de platine et d'une cible de carbone, a permis de réduire la quantité de platine déposé sur le support carboné et conduit à l'optimisation de la dispersion du platine pour une meilleure efficacité catalytique. En outre, dans un contexte industriel, l'intégration de l'assemblage membrane électrode a été transférée sur un prototype linéaire combinant en une seule fois la polymérisation plasma et la pulvérisation magnétron. Des coeurs de pile ont été fabriqués et testés en banc de pile.

Download or read book Catalyseurs de piles combustible membrane polym re changeuse anionique written by Ivan Roche and published by . This book was released on 2007 with total page 218 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Nous avons étudié les propriétés électrocatalytiques, en plus de leurs composition et morphologie, de matériaux d'électrode de pile à combustible alcaline. Des nanoparticules d'argent dispersées ont été synthétisées par imprégnation chimique sur différents carbones commerciaux ; les catalyseurs Ag/Monarch 1000 ont de meilleures activités massiques vis-à-vis de la réduction de Oz (ORR) que la poudre commerciale Ag/Vulcan XC 72 (E-TEK). Des nanoparticules de MnOx, ont également été synthétisées par dépôt chimique sur carbone. Les Me-MnOx/C (Me = Ni, Mg) ont des activités catalytiques vis-à-vis de l'ORR comparables à la poudre commerciale Pt/Vulcan XC72 (E-TEK) et conduisent à la formation très majoritaire d'ions OH- (réduction à 4 électrons). Un mécanisme de l'ORR a été proposé sur ces MnOx/C.