Catalyseurs de piles à combustible à membrane polymère échangeuse anionique

par Ivan Roche

Thèse de doctorat en Électrochimie

Sous la direction de Eric Chainet et de Marian Chatenet.

Soutenue en 2007

à Grenoble INPG .

mots clés

• Piles à combustible alacalines à membrane (SAFC)
• Electrodes , Matériaux , Propriétés électrocatalytiques
• Catalyseurs à l'argent
• Réduction au dioxygène
• Electrodes à diques tournant
• Electrodes à diques-anneaux tournant
• Piles à combustible
• Électrodes -- Matériaux
• Catalyseurs au manganèse
• Électrodes de carbone

Résumé

Nous avons étudié les propriétés électrocatalytiques, en plus de leurs composition et morphologie, de matériaux d'électrode de pile à combustible alcaline. Des nanoparticules d'argent dispersées ont été synthétisées par imprégnation chimique sur différents carbones commerciaux ; les catalyseurs Ag/Monarch 1000 ont de meilleures activités massiques vis-à-vis de la réduction de Oz (ORR) que la poudre commerciale Ag/Vulcan XC 72 (E-TEK). Des nanoparticules de MnOx, ont également été synthétisées par dépôt chimique sur carbone. Les Me-MnOx/C (Me = Ni, Mg) ont des activités catalytiques vis-à-vis de l'ORR comparables à la poudre commerciale Pt/Vulcan XC72 (E-TEK) et conduisent à la formation très majoritaire d'ions OH- (réduction à 4 électrons). Un mécanisme de l'ORR a été proposé sur ces MnOx/C.

Titre traduit

Catalysts for alkaline fuel cell with solid electrolyte

Résumé

The electrocatalytic properties of materials for electrodes of Alkaline Fuel Cell were studied with their composition and morphology. Dispersed silver nanoparticles were synthesized by chemical Impregnation on various commercial carbons: the catalysts Ag/Monarch 1000 exhibit better massic activites towards the Oxygen Reduction Reaction (ORR) than the benchmark Ag/Vulcan XC72 (E-TEK). MnOx nanoparticles were also synthesized by chemical deposition on carbon. Me-doped (Me = Ni, Mg) MnOx/C exhibit ORR activity close to the benchmark catalyst 10 wt. % Pt/C (E-TEK), and yield quantitative formation of OH- (4-electron pathway). An ORR mechanism on MnOJC is suggested.