les Nouvelles architectures nanostructurées pour la filière hydrogène

par Suzanne Veda

Projet de thèse en Physique des materiaux - grenoble

Sous la direction de Denis Buttard et de Arnaud Morin.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale physique (Grenoble) , en partenariat avec CEA LITEN (laboratoire) depuis le 01-01-2017 .


  • Résumé

    Cette thèse s'inscrit dans le cadre de la thématique des énergies nouvelles en particulier de la filière hydrogène. Elle a pour objectif de développer et de caractériser les propriétés d'une architecture innovante à base d'un réseau de nanotubes alignés de catalyseur afin de réduire la quantité de métal noble dans les électrodes de pile à combustible (PEMFC) et d'électrolyseur (PEMWE) à membranes échangeuse de protons. Elle fait suite à des travaux, ayant fait l'objet de publications et de communications orales dans des conférences internationales, et au cours desquelles nous avons mis au point le procédé complet de fabrication des électrodes et nous avons effectué des tests préliminaires très convaincants. Dans cette thèse nous proposons d'améliorer les performances de cette architecture d'électrodes à base de réseau de nanotubes de catalyseur tout en apportant une compréhension fondamentale de leur fonctionnement. Les recherches concerneront donc l'électrocatalyse et les phénomènes de transport des fluides dans les milieux nanoporeux. Ce travail nécessitera l'utilisation d'outils de caractérisations nanostructurales (SEM, EDS, TEM, XRD, XPS, Tomographie électronique et X avec rayonnement synchrotron) et électrochimiques ex-situ (RDE, RRDE) et in-situ (Bancs de tests, CV, EIS), qui sont tous disponibles au CEA.

  • Titre traduit

    the new architectures to produce nanostructured hydrogen


  • Résumé

    This thesis is part of the theme of new energy in particular, the hydrogen option. It aims to develop and characterize the properties of an innovative architecture based on a catalyst aligned nanotube network to reduce the amount of noble metal in the fuel cell electrodes (PEMFC) and electrolyser ( PEMWE) proton exchange membrane. It follows the work, that have been publications and oral presentations at international conferences, and in which we have developed the complete manufacturing process of the electrodes and we have made very convincing preliminary tests. In this thesis we propose to improve the performance of this architecture catalyst nanotube network based electrodes while providing a fundamental understanding of their operation. The research therefore concern electrocatalysis and fluid transport phenomena in nanoporous media. This work will require the use of tools nanostructural characterizations (SEM, EDS, TEM, XRD, XPS and X Electron tomography with synchrotron radiation) and ex-situ electrochemical (RDE, RRDE) and in-situ (test benches, CV, EIS), which are available at the CEA.