Élaboration et caractérisation de nouvelles membranes composites thermostables pour piles à combustible

par Camille Lixon Buquet

Thèse de doctorat en Chimie. Physicochimie des polymères

Sous la direction de Éric Dargent et de Quang Trong Nguyen.

Soutenue en 2009

à l'Université de Rouen .


  • Résumé

    Ces travaux sont une contribution aux efforts aujourd'hui menés pour tenter de trouver de nouveaux polyélectrolytes alternatifs à l'utilisation de la membrane référence des piles à combustible, la membrane Nafion® de Dupont de Nemours. L'ensemble de ce travail porte sur l'étude de l'effet de la sulfonation sur les mouvements moléculaires du polysulfone sulfoné et sur l'effet de l'introduction de particules de laponite modifiée sur les processus de transport des molécules d'eau et sur la conductivité ionique de ces nouvelles membranes hybrides. La diminution de la taille moyenne des mouvements coopératifs après sulfonation a permis de mettre en avant le confinement de la phase amorphe du polysulfone attribué, par analogie au modèle de structure de la membrane Nafion®, à la réorganisation des segments de chaînes du polysulfone sulfoné en clusters de groupements ioniques. De plus, l'introduction de laponite-SO3H, par une augmentation de la concentration en sites ioniques et par l'affinité que possèdent ces particules pour l'eau, a montré l'accélération de la diffusion des molécules d'eau et l'amélioration de la conductivité ionique de ces membranes composites.

  • Titre traduit

    Elaboration and characterization of new thermostable composite membranes for fuel cell application


  • Résumé

    The present work aims at finding alternative materials for the reference membrane for fuel cells, the Nafion® membrane from Dupont de Nemours. It concerns the effect of the sulfonation of polysulfone on the polymer segment motions, and that of modified laponite particles dispersed in sulfonated polysulfone on the water transport and the proton conductivity of these new hybrid membranes. The decrease, after sulfonation, in the cooperative motion average sizes allowed us to suggest a confinement of the glassy polymer chains in ionic clusters formed by interactions between sulfonic groups, in much a similar way as those formed in the Nafion® membrane. Moreover, the incorporated laponite-SO3H particles favor water diffusion and enhance the ionic conductivity of the composite membranes, by increasing the total content in ionic groups and the overall water affinity.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (188 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 173-188. [252] réf.

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 09/ROUE/S037
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