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dc.contributor.advisorMénard, Huguesfr
dc.contributor.advisorMarsan, Benoitfr
dc.contributor.authorFatih, Khalidfr
dc.date.accessioned2014-05-16T16:03:32Z
dc.date.available2014-05-16T16:03:32Z
dc.date.created2000fr
dc.date.issued2000fr
dc.identifier.isbn0612742342fr
dc.identifier.urihttp://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/5002
dc.description.abstractL'électrolyse de l'eau demeure la seule technologie industrielle de génération de l'hydrogène et de l'oxygène très purs sans rejet de CO[indice inférieur 2] dans l'atmosphère, ce qui le rend très attrayant par rapport à la combustion de carburants fossiles qui provoque présentement de sérieux problèmes environnementaux. Dans le but d'améliorer le rendement de ce procédé, nous avons développé de nouveaux matériaux d'anode peu coûteux, à base de l'oxyde mixte Cu[indice inférieur y]Co[indice inférieur 3-y]O[indice inférieur 4], qui possèdent une cinétique rapide pour la réaction de dégagement de l'oxygène (RDO). Cette réaction suscite un intérêt particulier en raison de la surtension d'activation relativement élevée à l'anode qui cause la principale perte de rendement du procédé. Une étude systématique a été effectuée sur la substitution du Cu par du Li (0 à 40 %), afin d'élucider les propriétés électrocatalytiques des oxydes Li[indice inférieur x]Cu[indice inférieur y-x]Co[indice inférieur 3-y]O[indice inférieur 4]. Ces oxydes, préparés sous forme de poudres par décomposition thermique des nitrates précurseurs entre 300 et 500 [degrés Celsius], ont montré (DRX et FTIR) une structure spinelle inverse non-stoechiométrique avec une diminution du volume de la maille cristalline. La surface spécifique par BET est d'environ 6 m[indice supérieur 2] g[indice supérieur -1] . Le pcn, obtenu par titrage acido-basique, a indiqué une diminution de la force du lien M-OH avec le taux du Li dans l'oxyde. Les analyses par XPS, réalisées sur des films d'oxyde préparés par nébulisation réactive sur un substrat lisse de nickel, révèlent un enrichissement de la surface en Cu à partir de 30 % Li, et la présence des cations de surface Co[indice supérieur 2+], Co[indice supérieur 3+], Cu[indice supérieur +], Cu[indice supérieur 2+] et Cu[indice supérieur 3+]. La concentration de ce dernier montre un maximum à 10 et 20 % Li. Suite à la substitution du Cu par du Li, la compensation de la charge serait assurée principalement par la formation d'espèces Cu[indice supérieur 3+] pour les oxydes contenant jusqu'à 20 % Li, et par la formation d'espèces Co[indice supérieur 3+] aux taux de substitution supérieurs. Les micrographies MEB montrent une morphologie hémisphérique des particules d'oxyde réparties uniformément sur le substrat de nickel avec une tendance à l'agglomération lorsque le taux de Li est accru. Les micrographies AFM révèlent une micro-porosité de ces particules d'oxyde. Les films minces déposés sur un substrat de verre ont montré une conductivité très intéressante de l'ordre de 10[indice supérieur 3] [oméga][indice supérieur -1] cm[indice supérieur -1] pour Li[indice inférieur x]Cu[indice inférieur y-x]Co[indice inférieur 3-y]O[indice inférieur 4] comparée à 2,8 [oméga][indice supérieur -1] cm [indice supérieur -1] pour Co[indice inférieur 3]O[indice inférieur 4]. La spectroscopie d'impédance a permis de distinguer les processus de la surface interne des films d'oxydes de ceux de l'interface électrode/électrolyte. Les courbes Mott-Schottky (1/C[indice supérieur 2] en fonction du potentiel) montrent que les films d'oxyde se comportent comme des semi-conducteurs de type p très dopés (dégénérés). Le potentiel de bandes plates et la densité des porteurs de charge majoritaires des oxydes Li[indice inférieur x]Cu[indice inférieur y-x]Co[indice inférieur 3-y]O[indice inférieur 4] sont de l'ordre de 0,48 à 0,52 V et 10[indice supérieur 19] à 10[indice supérieur 20] cm[indice supérieur -3] respectivement. Pour Co[indice inférieur 3]O[indice inférieur 4] ces paramètres sont de 0,47 V et [approximate]10[indice supérieur 18] cm[indice supérieur -3].fr
dc.language.isofrefr
dc.publisherUniversité de Sherbrookefr
dc.rights© Khalid Fatihfr
dc.titleEffet de la substitution du Cu par du Li sur les propriétés de l'oxyde spinelle Li[indice x]Cu[indice y-x]Co[indice 3-y]O[indice 4] étudié pour l'électrocatalyse de la réaction de dégagement de l'oxygène en milieu alcalinfr
dc.typeThèsefr
tme.degree.disciplineChimiefr
tme.degree.grantorFaculté des sciencesfr
tme.degree.levelDoctoratfr
tme.degree.namePh.D.fr


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