Etude thermodynamique et cinétique de l'hydruration et de la déshydratation des composés de type TRB#5 ET AB#2 en vue de leur utilisation dans les accumulateurs NI/MH

Thermodynamic and kinetic studies of hydriding and dehydriding of compounds (type TRB#5 AND AB#2) used in NI/MH storage batteries

• Auteur / Autrice : Isabelle Rozans
• Direction : Elisabeth Sciora-Joly
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie-Physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Dijon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Accumulateurs au nickel-hydrure métallique

Résumé

Les accumulateurs NI/MH sont développés de manière intensive par la societe SAFT depuis une dizaine d'années. En effet, ces systèmes présentent de nombreux avantages puisqu'ils répondent au marché en pleine expansion des matériels portables et des véhicules électriques. Si leurs capacités électrochimiques sont supérieures notamment à celles du couple NI/CD, on observe cependant pour certains de ces accumulateurs des capacités électrochimiques trop faibles aux basses températures (-10°C<t<20°C). Cette étude a donc eu pour but de déterminer si ces retards cinétiques à froid sont dûs au fonctionnement électrochimique proprement dit, ou, aux propriétés cinétiques intrinsèques des composés utilisés. Les résultats thermodynamiques et cinétiques obtenus par réaction solide-gaz ont ensuite été corrélés aux résultats électrochimiques obtenus dans les laboratoires de SAFT. Les composés étudiés appartiennent a deux familles : les TRB#5 et les AB#2. Les premières observations ont mis en évidence le rôle de l'état de surface de ces alliages intermétalliques sur les cinétiques d'hydruration en réaction solide-gaz. Apres un traitement chimique a l'acide fluorhydrique, les mécanismes cinétiques régissant les formations des hydrures métalliques ont été déterminés pour chacun des composés. Une corrélation a été effectuée et a permis de comparer les résultats obtenus par thermogravimétrie à ceux obtenus par la méthode électrochimique. Les valeurs des résultats obtenus par les deux procédés étant similaires, nous avons conclu au rôle primordial des limitations cinétiques des composés eux mêmes lors des formations et des décompositions des hydrures métalliques. Les déterminations des mécanismes prédominants des réactions d'hydruration ont permis d'envisager des solutions pour optimiser les capacités des accumulateurs dans des conditions de basses températures.