Utilisation d'une anode à hydrogène pour la régénération d'acide et de base par électrolyse à membrane

par Frédéric Faverjon

Thèse de doctorat en Génie des procédés

Sous la direction de Gérard Durand et de Mohammed Rakib.

Le président du jury était Michel Sardin.

Les rapporteurs étaient Pierre Moszkowicz, Michel Persin.


  • Résumé

    Les objectifs de ce travail de thèse étaient, après avoir construit une annode à hydrogène oerfirmante à partir de produits commerciaux, d'évaluer et de modéliser les performances de l'anode puis de quantifier les résultats obtenus lors de régénérations d'acide et de base par électrolyse à membrane utilisant l'anode étudiée. Différents essais ont permis de construire un assemblage électrode-membrane utilisée comme anode ne nécéssitant qu'une surtension de 0. 15 V pour une densité de courant de 3000 A/m2. Cette anode est constituée d'un collecteur de courant en titane platiné, d'une électrode à diffusion gazeuse E-tek et d'une membrane échanseuse de cations selon une méthode d'assemblage utilisée pour confectionner les piles à combustible. L'usage d'une anode à hydrogène , en produisant des prtons selon la réaction H2 ---> 2H+ + 2 e-, permet de diminuer d'au moins 1. 3 V par rapport à une DSA la tension de l'électrolyseur et d'acidifier des sels dont les anions sont oxydables sur électrode métallique. Le rendement faradique d'oxydation de l'hydrogène à l'anode est de 1. Le potentiel de l'anode a été étudué à l'aide de courbes courant-potentiel et décomposé en ses différentes contributions. Le terme prépondérant de ce potentiel est la chute ohmique dans la membrane. Les courbes courant-potentiel sont linéaires - ce qui a été confirmé par spectroscopie d'impédance - pour des densités de courant inférieure à 3000 A/m2. Cependant, si la concentration en protons dans l'anolyte dépasse 2 mol/L, le surpotentiel de membrane devient non négligeable. L'électrolyseur utilisé a permis de régénérer tant un acide faible - l'acide acétique - qu'un acide fort - l'acide clorhydrique - et de la soude à partir d'acétate de sodium ou de chlorure de sodium.

  • Titre traduit

    Use of a hydrogen diffusion anode for salt splitting by membrane electrolysis


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Informations

  • Détails : 1 vol. (179 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 146 réf.

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 61839
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