Thèse soutenue

Stockage de l'hydrogène par les nanomatériaux carbones : élaboration, caractérisation et propriétés

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Auteur / Autrice : David Luxembourg
Direction : Gilles Flamant
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur
Date : Soutenance en 2004
Etablissement(s) : Perpignan
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie environnement (Perpignan ; 1999-....)

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Ce travail traite du problème du stockage de l'hydrogène, vecteur énergétique envisagé pour alimenter les piles à combustibles. Le stockage par adsorption sur les nanotubes et nanofibres de carbone est une question très controversée car les résultats expérimentaux varient dans un large domaine, et les mécanismes d'adsorption non élucidés. En effet, la physisorption ne semble pas pouvoir expliquer l'ensemble des résultats publiés. L'ensemble des sites d'adsorption envisageables, physiques et chimiques sont discutés le plus précisément possible dans un état de l'art. Le travail expérimental intègre les étapes d'élaboration, de caractérisation et les mesures des propriétés d'adsorption de l'hydrogène. Les nanofibres sont synthétisées par une méthode de type CVD. La synthèse de nanotubes monoaparois (SWNT) est basée sur la vaporisation/condensation d'un mélange carbone/catalyseurs dans un réacteur utilisant une fraction de l'énergie solaire concentrée disponible au foyer du grand four solaire d'Odeillo de 1000 kW. Différents échantillons sont synthétisés en modifiant les catalyseurs de synthèse (Ni, Co, Y, Ce). Les échantillons de SWNT sont purifiés en utilisant des traitements oxydants et acides. Les propriétés d'adsorption de l'hydrogène de ces matériaux sont étudiées sur un banc volumétrique à 253 K à des pressions allant jusqu'à 6 MPa. Les capacités d'adsorption des matériaux testés n'excèdent pas 1 % massique à 253 K et 6 MPa.