Thèse soutenue

Contribution a l'etude thermodynamique et cinetique de l'hydruration de composes intermetalliques. Etude du compose prototype la ni#5##

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Auteur / Autrice : HUAIYU CAI
Direction : Pierre Dantzer
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance en 1995
Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

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Ce memoire est une contribution a l'etude thermodynamique et cinetique du compose intermetallique lani#5## en presence d'hydrogene. Ce travail etait devenu necessaire pour developper des applications a base d'hydrure. Celles-ci etaient en effet limitees par manque de comprehension du comportement dynamique de ces materiaux. Les problemes rencontres dans le developpement de telles applications sont dus a la complexite de la reaction d'hydruration et a la presence d'hysteresis. Notre travail a consiste a developper une nouvelle approche experimentale permettant d'obtenir des etats thermodynamiques reproductibles, prealable incontournable avant d'envisager les etudes cinetiques. La methode repose sur l'utilisation d'un banc volumetrique de precision, modifie pour assurer le controle rigoureux de la force motrice de la reaction le long d'un cycle complet d'absorption/desorption d'hydrogene. Il est pilote par un ordinateur et permet d'aborder simultanement le probleme du comportement thermodynamique et l'aspect cinetique. Grace a cet equipement, un certain nombre de resultats importants ont ete obtenus. Ainsi, en cherchant a correler experimentalement l'evolution de la composition et l'evolution des contraintes liees a l'accommodation de la phase hydrure, il a ete possible de produire pour la premiere fois des isothermes reproductibles. Par ailleurs, un effet memoire a ete mis en evidence. Une analyse cinetique a ete effectuee sur les reponses temporelles en pression. Elle a permis de valider, sur tout le domaine de transformation, et a differentes temperatures, une relation phenomenologique faisant intervenir trois parametres physico-chimiques: un terme d'energie d'activation, la force motrice de la reaction dependante de la pression et un terme mecanistique. L'ensemble de ces resultats constitue une premiere approche quantitative des problemes de cinetique d'hydruration, une fois elimine le couplage avec les transferts thermiques. Ce travail a ete complete par une analyse transitoire de la temperature en cours de transfert, de maniere a aborder le probleme du dimensionnement de reacteurs a hydrure