Synthèse et étude de polysulfonés sulfonés comme membranes de piles à combustibles

par Jérémie Salomon

Thèse de doctorat en Matériaux polymères et composites

Sous la direction de Michel Bartholin.

Soutenue en 2005

à l'Université Savoie Mont Blanc .


  • Résumé

    L'élaboration d'une membrane polysulfone sulfonée conductrice de protons pour pile à combustible constitue l'enjeu de ce travail. Notre étude est basée sur le contrôle de l'architecture du polymère et de son influence sur les propriétés physicochimiques et électrochimiques de la membrane. Pour cela, deux approches ont été abordées. La première consiste à contrôler la longueur de chaînes oligomères et de greffer à leurs extrémités une fonction thermoreactive en vue d'une réticulation. La seconde approche vise à augmenter la dissymétrie de la structure en employant un monomère spe����cifique. Pour que ces polymères puissent être conducteurs de protons, nous avons introduit au sein de la structure des fonctions acides sulfoniques par le biais de deux procédés que sont la post-sulfonation et la copolymérisation d'un monomère sulfoné. Diverses caractérisations (structurales, thermiques, rhéologiques, mécaniques, gonflement dans l'eau, conductivité) ont permis de mettre en avant les relations existantes entre structure et propriétés. Les résultats montrent que les oligomères obtenus possèdent des propriétés rhéologiques intéressantes. Les meilleures performances en pile ainsi qu'en. Conduction protonique sont obtenues avec les membranes polymères sulfonés à partir du monomère porteur de la fonction sulfonique


  • Résumé

    The purpose of this work was to synthesis new sulfonated polysulfones as proton exchange membrane for fuel cell application. This study is based on the polymer structure control and its effect on physicochemical and electrochemical properties of the membrane. To this end, two different approaches have been considered. The first one is the synthesis of oligomers endcapped with thermoreactive groups which can give crosslinked structure after a thermal cure. The second approach aims at increasing the dissymmetry of the structure by means of a specific monomer. Ln order to obtain the proton conductive properties, sulfonic acid functions have been introduced into the backbone either by post-sulfonation or by copolymerisation of a sulfonated monomer. Different characterisations were achieved to study the rheological behaviour of these polymers, their thermal and mechanical properties as weIl as water uptake and conductivity properties. A series of sulfonated polymers were tested in a H2/D2 fuel cell at different temperatures. Interesting results were obtained with linear sulfonated polymers synthesized from sulfonated monomer

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Informations

  • Détails : 1 vol. (235 p)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. : 146 réf.

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