Matériaux composites conducteurs protoniques

par Jean-Michel Leloup

Thèse de doctorat en Chimie organique, minérale, analytique, industrielle

Sous la direction de JACQUES ROZIERE.

Soutenue en 1993

à Montpellier 2 .


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  • Résumé

    Ce travail concerne l'elaboration et l'obtention de materiaux capables de substituer a leurs analogues liquides dans des dispositifs de conversion d'energie, en particulier dans le domaine des piles a combustibles. Dans les conducteurs protoniques lamellaires, les conductivites varient en fonction du nombre de molecules d'eau et ces differences proviennent soit du type structural, soit de la nature de l'espece protonee. Les proprietes de conduction de ces materiaux ont ete ameliorees par la formation de composites avec des diluants solides inorganiques (alumine, silice, etc. . . ). Les resultats obtenus en utilisant de l'alumine, de granulometrie 0,04 micrometre sont comparables a ceux reportes pour des systemes ioniques similaires (augmentation de conductivite comprise entre un et plusieurs ordres de grandeurs). Dans une autre approche, les polyoxocations d'aluminium (ions de keggin ou all3) ont ete inseres dans les dihydrogenophosphates de zirconium et d'etain. Les proprietes de conduction de ces materiaux (0,005 s/cm, 60% humidite relative), bien que d'un ordre de grandeur moins eleve que la conductivite des membranes perfluorees de type nafion, permettent leur utilisation dans une pile a combustible au methanol travaillant a 100% humidite relative et 80#oc. Ces materiaux sont utilises alors dans une membrane composite materiau protonique mineral-polymere organique (polyacrylate) mise en forme par serigraphie. A 100% d'humidite relative et 100#oc, la conductivite de la membrane est de 0,006 s/cm

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