Etude physico-chimique de liquides ioniques pour PEMFCs

par Maha Hanna

Thèse de doctorat en Matériaux, mécanique, génie civil, et électrochimie

Sous la direction de Jean-Yves Sanchez et de Jean-Claude Leprêtre.

Soutenue en 2008

à Grenoble INPG .


  • Résumé

    Les liquides ioniques pourront remplacer l'eau dans les électrolytes des PEMFCs opérant à 130°C. Les liquides ioniques résultant de la neutralisation des amines aliphatiques par l'acide trifluoromethanesulfonique montrent que les points de fusion dépendent de plusieurs critères, nature de l'anion, nature des substitutions sur l'amine. D'autre part, la majorité de ces sels sont thermiquement stables jusqu'à 400°C. L'étude par la voltamétrie cyclique a prouvé que les amines et les sels (HNR3+, A) s'oxydent à des potentiels très élevés (> 1,9 V/ESH), compatible avec leur utilisation dans les piles à combustible. D'autre part, les meilleures conductivités sont obtenues par les sels résultant de l'association acide trifluoromethanesulfonique et amines dissymétriques. Les conductivités à 130°C sont entre 5 mS. Cm-1 et 45 mS. Cm-1. L'incorporation de ces composés dans le Nafion a donné une bonne compatibilité LIP/Nafion. Cependant, l'effet plastifiant du LIP sur le polymère diminue les propriétés mécaniques du Nafion. Les conductivités sont aussi nettement réduites d'un facteur de 5 dans les meilleurs cas.

  • Titre traduit

    Physico-chemical study of ionic liquids for fuel cell's application


  • Résumé

    Ionic liquids can replace water in the electrolytes of PEMFCs systems operating at 130°C. Ionic liquids resulting from the neutralization of aliphatic amines by trifluoromethanesulfonic acid show that the melting point depends on several criteria, nature of the anion, nature of the substitutions on the amine. Moreover, the majority of these salts are thermally stable upto 400°C. The study by cyclic voltammetry showed that the amines and the salts (HNR3+, A-) are stable towards very oxidative step (i. E. > 1. 9 V/HSE), compatible for their use in fuel cell. In the other hand, the best conductivity behaviour is observed for salts resulting from dissymmetric amines/ trifluoromethanesulfonic acid association. The conductivities at 130°C lie between 5 mS. Cm-1 and 45 mS. Cm-1. The incorporation of these compounds within Nafion shows good compatibility PIL/ Nafion. However, the plastizing effect of PIL in the polymer reduces the Nafion mechanical properties. The conductivities are also dramatically reduced by a factor of 5 in the best cases.

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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2010 par [CCSD] [diffusion/distribution] à Villeurbanne

Etude physico-chimique de liquides ioniques pour PEMFCs

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Informations

  • Détails : 1 vol. (242 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 268 réf.

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire Joseph-Fourier.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS08/INPG/0164/D
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire Joseph-Fourier.
  • Disponible sous forme de reproduction pour le PEB
  • Cote : TS08/INPG/0164
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