Thèse soutenue

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Auteur / Autrice : Karsten Rasim
Direction : Florent BoucherOlivier Joubert
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Science des matériaux, Physico-chimie théorique
Date : Soutenance en 2011
Etablissement(s) : Nantes
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques

Mots clés

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Résumé

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Cette thèse porte sur une étude de matériaux oxydes fortement désordonnés de type Brownmillerite et présentant diverses substitutions. Les aspects les plus étudiés sont la conductivité protonique des phases hydratées ainsi que les propriétés structurales des composés anhydres. L' étude repose majoritairement sur des calculs de type DFT (réalisés de manière statique à 0 K et à haute température en utilisant la dynamique moléculaire ab initio). Elle est complétée de mesures XANES (spectroscopie d'absorption des rayons X) qui ont permis de confirmer certains résultats issus des calculs DFT. Ces approches combinées ont fourni des informations cruciales sur la préférence de coordination chimique de plusieurs substituants, sur la mobilité des protons dans divers composés en fonction de leur contenu cationique ainsi que sur les propriétés vibrationnelles. Le matériau Ba2In2(1􀀀x)Ti2xO5+x (BITx) a été le centre d'intérêt de cette thèse, au vu des performances prometteuses dans des piles à combustible de type PC-SOFC. Dans une optique de comparaison et de rationalisation, des composés de formulation voisine Sr2In2(1􀀀x)Ti2xO5+x (SITx), Ba2In2(1􀀀x)Zr2xO5+x (BIZx) et Ba2In2(1􀀀x)Y2xO5 (BIYx) ont été également étudiés pour préciser le rôle des différents substituants sur le comportement de la conductivité protonique (e. G. Les effets de piègeage, la force des liaisons hydrogène, la distinction entre plusieurs arrangements protoniques etc. . . ). Tous ces aspects ont été obtenus grâce à la dynamique moléculaire qui intègre naturellement les effets de température et d'entropie.