Synthèse de polymères aromatiques pour la conception de membranes conductrices ioniques en conditions anhydres

Synthesis of aromatic polymers for the design of ionic conductive membranes under anhydrous conditions (web)

• Auteur / Autrice : Julien Poyo
• Direction : Dominique Picq, Régis Mercier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Grenoble INPG
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Matériaux Organiques à Propriétés Spécifiques (Chambéry ; 199.-2011)
• Jury : Président / Présidente : Laurent Gonon
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jean-Yves Sanchez, Bruno Ameduri, Gisèle Boiteux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Solvants

Piles à combustible

Polymères

Conduction ionique

Essais de comportement au feu

Conception

Membranes échangeuses d'ions

Performances

Véhicules électriques

Mots clés libres

Polymères aromatiques

Membranes conductrices ioniques

Solvant ionique

Pile à combustible

Aromatic polymers

Ionic conducting membranes

Ionic solvent

Fuel cell

Résumé

La réduction des émissions de gaz à effet de serre (Kyoto 1997) est un enjeu majeur, à l’heure actuelle, dans la lutte contre le réchauffement climatique. Une des solutions envisagées concerne le développement de véhicules électriques dont l’alimentation peut se faire par l’intégration d’une pile à combustible. Le cœur d’une pile à combustible est constitué d’un assemblage membrane/électrode (AME). Cette membrane doit posséder des propriétés de conduction ionique ainsi qu’une grande résistance thermique, dans le cas des véhicules électriques. Mes travaux concernent l’élaboration et la caractérisation de membranes répondant à ces conditions par l’élaboration de polymères fonctionnalisés (fonctions sulfoniques ou fonctions ammonium) pour permettre le transport des protons, qui possèdent des motifs résistants aux hautes températures (motifs oxyde de triphénylphosphine), et associés à un solvant différent de l’eau (liquide ionique) pour palier au problème de déshydratation de la membrane. Ces travaux démontrent que les performances des membranes sont liées intrinsèquement à la structure des polymères, à la nature et au taux de solvant ionique ainsi qu’aux conditions expérimentales de réalisation de la membrane

Reducing emissions of greenhouse gases (Kyoto, 1997) is, actually a major issue in the fight against global warning. One solution being considered is the development of electric vehicles whose power can be achieved by integrating a fuel cell. The heart of a fuel cell consists of an membrane/electrode assembly (MEA). This membrane must possess ionic conduction properties and a large thermal resistance, in the case of electric vehicles. My work involves the development and characterization of membranes that meet these conditions by the preparation of functionalized polymers (sulfonic functions or ammonium functions) to allow the transport of protons, which possess high temperatures resistance units (triphenylphosphine oxide units) and associated with a solvent other than water (ionic liquid) to annihilate the problem of dehydration of the membrane. These studies demonstrate that the performance of the membranes are intrinsically related to the structure of polymers, to the nature and rate of the ionic solvent and to the experimental conditions of the membrane production