Le charbon actif, un nouveau matériau d'électrode : comportement d'un lit fixe siège de l'oxydation électrochimique de sulfite en sulfate

The activated carbon, a new electrode material: behavior of a fixed bed for the electrochemical oxidation of sulfite into sulfate

• Auteur / Autrice : Torsten Balduf
• Direction : Gérard Valentin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés et Chimie-physique
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Patrick Ozil, Claude Gabrielli

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sulfites

Impédance électrique

Électrodes

Oxydation électrochimique

Charbon actif

Mots clés libres

Étude expérimentale

Prétraitement

Électrode

Lit fixe

Charbon actif

Oxydation anodique

Composé minéral

Sulfite

Impédance électrique

Experimental study

Pretraitment

Electrodes

Fixed bed

Activated carbon

Anodization

Inorganic compound

Sulfites

Electrical impedance

Résumé

Le charbon actif est un matériau dont la surface présente d'intéressantes propriétés catalytiques et électrochimiques ainsi qu'une très grande surface spécifique (1000m²/g). Il est ainsi fréquemment utilisé pour le stockage d'énergie électrique par adsorption d'espèces chargées à sa surface. On peut également imaginer l'utilisation de ce matériau pour la mise en œuvre de conversion de matière par processus faradique. Sur l'exemple de l'oxydation anodique de sulfite et de bisulfite en sulfate, ce travail a pour objectif la détermination des performances du charbon actif en tant que matériau d'électrode, en tentant de mieux comprendre l'interaction des phénomènes capacitifs et faradiques mis en jeu lors d'opérations électrochimiques sur une telle surface. L’oxydation est mise en œuvre à la surface d'un lit fixe de particules de charbon actif, d'un volume de l'ordre de 170 cm³. En premier lieu, l'oxydation de sulfite à la surface d'un lit de charbon actif a été étudiée en faisant varier les principaux paramètres opératoires (concentration, potentiel, pH de la solution). L’oxydation est contrôlée par la cinétique réactionnelle à l'électrode et par le transfert interne de matière dans les pores du matériau carboné. L’importance du pré-traitement du charbon par précharge dans l'efficacité de l'oxydation a suscité des études approfondies: l'utilisation de plusieurs techniques électrochimiques (échelon de potentiel, voltamétrie, mesures d'impédance) a permis de mieux comprendre ce qui se passe à la surface du charbon et d'en déduire des paramètres cinétiques