Utilisation de la pulvérisation cathodique magnétron pour la mise en oeuvre de la promotion électrochimique de la catalyse appliqué à la réduction catalytique sélective du monoxyde d’azote et à la combustion du propène

Use of cathodic magnetron sputtering technique applied for the electrochemical promotion of catalysis to reduce nitrogen monoxide by selective catalytic reaction and for propene combustion

• Auteur / Autrice : Réda Karoum
• Direction : Alain Billard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'ingénieur et microtechniques
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Besançon en cotutelle avec Belfort-Montbéliard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Platine

Couches minces

Propène

Monoxyde d'azote

Catalyseurs

Mots clés libres

Promotion électrochimique

Résumé

L’objectif de la thèse est d’évaluer les potentialités des catalyseurs électrochimiques appliquées à la dépollution du gaz d’échappement de la motorisation Diesel. Il est particulièrement développé l’apport de la technique de pulvérisation cathodique magnétron comme mode d’élaboration de ces catalyseurs. Ces derniers sont toujours comparés en termes d���activité, de sélectivité et de quantité de platine à des catalyseurs de référence. Deux réactions ont été étudiées, la réduction catalytique sélective des NOx par le propène et l’oxydation totale de propène en présence de vapeur d’eau. Il est apparu que le système utilisant un électrolyte solide de type BIMEVOX n’est pas le plus adapté, mais que le conducteur ionique à base de CGO est plus en adéquation avec les besoins industriels. Les polarisations ont ainsi permis l’amélioration des performances catalytiques notamment pour l’oxydation du propène aux basses températures. Cependant, soumis à des fortes contraintes thermiques, les catalyseurs électrochimiques perdent au fur ét à mesure leurs propriétés, c’est pourquoi afin de palier à cette faiblesse une nouvelle configuration de catalyseur est proposée. Il semblerait que ce « design » inédit soit d’une part une piste prometteuse à suivre pour limiter les effets néfastes du frittage de la phase active du catalyseur électrochimique, et d’autre part, généralisable à d’autres systèmes catalytiques.

The aim of the thesis is to evaluate the potentialities of the electrochemical catalysts applied to depollute the exhaust gas of Diesel engine. To elaborate this kind of catalyst one technique is particularly studied, the cathodic magnetron sputtering. These catalysts are always compared in term of activity, selectivity and amount of platinum to industrial ones (references). We focus on two main reactions, the selective catalytic reduction of NOx by propene and the propene oxidation in presence of water vapour. Il appears that BIMEVOX system isn’t efficient enough, but using a solid ionic conductor like CGO is more appropriate in comparison to the industrial needs. Many effects of the polarisation had been reported specially for the propene oxidation at low temperatures. Nevertheless, electrochemical catalysts gradually lose their properties as fast as they are exposed to a drastic thermal treatment that is why a new design is proposed. The first results seem to show this new generation of electrochemical catalyst is a promising way to limit the sintering of the active phase, furthermore this original system could also be transposed to other catalytic reactions.