La technique de l'effet mirage appliquée à la caractérisation de la dynamique ionique des systèmes électroactifs

The mirage effect technique (optical beam deflection) applied to the characterisation of ionic dynamics in electroactive systems

• Auteur / Autrice : Christian Lopez
• Direction : Éric Vieil
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électrochimie
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés libres

Chimie

Chimie generale et physique

Phenomene transport

Transfert masse

Appareillage

Etude experimentale

Methode optique

Voltammetrie cyclique

Microbalance quartz

Hydrodynamique

Reaction electrochimique

Oxydoreduction

Pyrrole polymere

Nk

Conducteur electrique

Transport process

Mass transfer

Instrumentation

Experimental study

Optical method

Cyclic voltammetry

Quartz microbalance

Hydrodynamics

Electrochemical reaction

Oxidation reduction

Pyrrole polymer

Nk

Electrical conductor

Résumé

L'applicabilite de la technique de l'effet mirage comme outil d'analyse quantitative des echanges de matiere entre un systeme electroactif depose sur une electrode et la solution a ete demontree dans cet ouvrage. L'effet mirage est base sur la propriete d'un faisceau lumineux de devier de sa trajectoire initiale lorsqu'il traverse un milieu dont l'indice de refraction n'est pas homogene. Or, l'indice de refraction depend de la temperature de ce milieu (effet mirage thermique) et de la concentration d'une espece dissoute (effet mirage de concentration). Il est montre que la technique de l'effet mirage de concentration s'applique a l'etude de la dynamique ionique de systemes electrochimiques aussi varies que l'oxydation catalytique de l'hypophosphite sur une electrode de nickel, le comportement d'une electrode sacrificielle carbone-soufre, et le processus d'oxydoreduction des polycarbazoles. La correction du delai de propagation des especes entre l'electrode et le faisceau lumineux a ete realisee grace a l'outil mathematique de convolution temporelle. Il est ainsi possible de comparer quantitativement le courant mesure a l'electrode et le signal mirage mesure a une centaine de micrometres de cette derniere. L'utilisation de cet outil pour l'etude du processus d'oxydoreduction d'un polymere conducteur electronique modele, tel que le polypyrrole, a permis de discriminer les flux anionique et cationique. Enfin, le couplage in situ des techniques de voltamperometrie cyclique, d'effet mirage et de microbalance a quartz a ete realise pour la premiere fois. Il a permis de mesurer simultanement l'evolution des flux d'anions, de cations et de solvant au cours du processus d'oxydoreduction du polypyrrole