Compréhension de l'influence des paramètres micro et nano structuraux sur les performances électrochimiques de conducteurs mixtes

Understanding of the influence of microstructural parameters on the electrochemical performances of mixed conductors

• Auteur / Autrice : Laure Guironnet
• Direction : Pierre-Marie Geffroy, Thierry Chartier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux Céramiques et Traitements de Surface
• Date : Soutenance le 24/11/2017
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie des matériaux, mécanique, énergétique et aéronautique (Poitiers ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Science des Procédés Céramiques et de Traitements de Surface (1998-2011)
• Jury : Président / Présidente : Mathieu Morcrette
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre-Marie Geffroy, Thierry Chartier, Philippe Thomas
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Marc Bassat, Eric Henri Blond

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux céramiques

Membranes (technologie)

Mots clés libres

Technologie membranaire

Conducteur mixte

Semi-permation à l'oxygène

Technology of membranes

Mixed conductor

Oxygen semi-permeation

Résumé

La technologie des membranes céramiques pour la production d’oxygène pur connaît un intérêt croissant pour remplacer le procédé de distillation cryogénique, très coûteux sur le plan énergétique. Cependant, à l’heure actuelle, les flux d’oxygène produits par la technologie membranaire ne sont pas suffisamment élevés pour être économiquement viable à l’échelle industrielle. Il est donc nécessaire d’améliorer les performances des membranes. Les résultats obtenus à travers ce travail de thèse, à l’aide d’un dispositif original, nous ont permis de mieux cerner les paramètres architecturaux permettant l’amélioration du flux de semi-perméation à l’oxygène en fonction des mécanismes limitant le transport de l’oxygène à travers la membrane. De ce fait, il est possible d’orienter les recherches vers des architectures plus complexes répondant au moins partiellement aux objectifs industriels.

The technology of ceramic membranes for oxygen separation knows a great interest due to high energetic efficiency in comparison with the cryogenic distillation process. However, for now, the oxygen fluxes produced by the membrane technology are not high enough for industrial applications. It is therefore necessary to improve the performances of the membranes. The results obtained in this work, using an original device, allowed us to a better understanding of the influence of architectural parameters on the oxygen flux and on the mechanisms limiting the transport of oxygen through the membrane. As a result, it is possible to investigate new architectures of membrane of which the oxygen flux could be close to industrial targets.