Étude électrochimique de catalyseurs à base de platine utilisables en pile à combustible

• Auteur / Autrice : Mahmoud Srour
• Direction : René Faure, Robert Durand
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électrochimie
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés libres

Sciences et techniques

Electrotechnique. Electroenergetique

Pile combustible

Catalyseur

Platine alliage

Propriete electrochimique

Electrocatalyse

Reduction

Oxygene

Hydruration

Systeme biphasique

Carbone oxyde

Compose binaire

Compose insertion

Hydrogene

Palladium alliage

Ruthenium alliage

Cobalt alliage

Molybdene oxyde

Tungstene oxyde

Dimension particule

Co

C o

Wox

O w

Moox

Mo o

Résumé

Ce travail concerne principalement deux problemes majeurs de catalyse electrochimique dans les piles a combustible a membrane : la lenteur de la cinetique de reduction de l'oxygene et l'empoisonnemnet des anodes a hydrogene en presence de traces de monoxyde de carbone. La reduction de l'oxygene a d'abord ete etudiee sur platine pur pour demontrer que l'effet de taille des particules (diminution de l'activite specifique pour les petites nanoparticules) est accru par l'adsorption des anions et qu'il n'y a plus d'optimum d'activite massique dans le cas du nafion (ou de l'acide perchlorique) comme electrolyte. La reduction de l'oxygene est ensuite etudiee sur des alliages de platine, en particulier alliages platine-cobalt : sur les alliages massifs dont la composition superficielle est connue, la cinetique est nettement plus rapide que sur platine pur ; des resultats similaires sont obtenus avec des nanoparticules d'alliages, pour lesquelles des effets de taille et d'anion doivent etre aussi pris en consideration. Pour trouver des catalyseurs d'oxydation de l'hydrogene moins sensibles au co que le platine pur, la surface duquel est completement bloquee par co adsorbe, divers alliages, en particulier platine-ruthenium, ont ete testes, mais de bonnes performances supposent l'emploi d'alliages (pt + metal oxydable) ou de composites (pt + oxyde metallique), dans lequel le second metal peut ceder de l'oxygene au co adsorbe sur le platine : des composites pt+wo x et pt+moo y ont ete prepares et testes. Enfin le probleme de l'insertion electrochimique de l'hydrogene dans le palladium et les alliages platine-palladium a ete etudie, dans le cas de changement de phase -, par saut de potentiel et modelisation.