Relations entre l'organisation multi échelles des aérogels de carbone et leurs propriétés de stockage électrochimique de l'hydrogène

Relations between le multi scale organization of the carbon aerogels and their electrochemical hydrogen storage properties

• Auteur / Autrice : Alexandre Thery
• Direction : François Béguin, Jean-Noël Rouzaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physicochimie des matériaux
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Orléans

Mots clés

Mots clés contrôlés

Carbone -- Composés

Aérogels

Stockage

Hydrogène

Résumé

Le stockage de l’hydrogène est un défi majeur des prochaines années. Laissant de côté la voie cryogénique, la forme compressée et les alliages métalliques, nous avons exploré une méthode originale : le stockage électrochimique in situ de l’hydrogène en milieu aqueux dans les matériaux carbonés. Nous avons choisi d’utiliser les aérogels de carbone, car la littérature les décrit comme des matériaux à porosité ajustable. Ils proviennent de la pyrolyse d’aérogels organiques, issus du séchage supercritique de gels obtenus par polycondensation d’une résine phénolique en milieu aqueux. Les propriétés texturales et structurales d’aérogels de carbone obtenus dans des conditions de synthèse très variées ont été étudiées principalement par MET et adsorption gazeuse. Leur capacité de double couche et de stockage de l’hydrogène a été ensuite déterminée par cyclage potentiodynamique et galvanostatique. Les évolutions texturales, liées aux conditions initiales de synthèse, influent très peu sur les capacités de stockage. Au contraire, la réorganisation nanotexturale induite par des traitements thermiques conduit à des modifications des propriétés de stockage. Cette approche nous a permis de montrer qu’une partie du dihydrogène se désorbe sans recombinaison électrochimique, alors que celui qui est désorbé par oxydation électrochimique provient d’ultramicropores où il est fortement adsorbé.