Mécanismes de dégradation électrochimique de matériaux d'anodes pour l'électrolyse de l'aluminium

par Laurent Cassayre

Thèse de doctorat en Génie des procédés

Sous la direction de Pierre Taxil.

Soutenue en 2005

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    L'objectif de ce travail était de comprendre les mécanismes de dégradation d'un matériau d'anode destiné à être utilisé pour la production de l'aluminium par électrolyse dans un mélange cryolithique fondu à 960°C. Une anode inerte vis-à-vis de la réaction électrochimique permettrait de remplacer le dégagement de CO2, produit de la réaction anodique classique, par celui de l'oxygène. Le matériau étudié est un composite cermet constitué de deux phases oxydes à base de ferrite de nickel et d'un alliage cuivre-nickel. La démarche a consisté à étudier la dégradation des différents composants puis celle du cermet. L'application des méthodes électrochimiques, couplées aux caractérisations chimiques et structurales ainsi qu'à la modélisation thermodynamique, a permis de comprendre l'évolution des différentes familles de matériaux dans les conditions d'électrolyse. Hormis quelques métaux nobles, les anodes subissent une oxydation interne menant à une dégradation progressive de leurs propriétés.

  • Titre traduit

    Electrochemical degradation mechanisms of anode materials for aluminium electrolysis


  • Résumé

    The purpose of this study was to understand the degradation mechanisms of an anode material, for an application in aluminium electrolysis cells. An inert anode would allow replacing the evolution of CO2, which is the anodic product in the classic process, by the evolution of oxygen, and then suppress the massive emission of green-house gases. The cermet is composed of two ceramic phases (nickel ferrite and nickel monoxide) and of a metallic copper-nickel alloy. Before considering the behaviour of this composite material, the electrochemical properties of different ceramics and metals were first studied separately. The combination of electrochemical techniques, chemical and structural characterizations and thermodynamical calculations allowed understanding the evolution of the anodes. Some noble metals proved to be resistant to oxygen evolution, but most of the studied materials were shown to undergo internal oxidation reactions leading to a degradation of their properties.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 199 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. à la fin des chapitres

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2005TOU30040
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