Qui sommes-nous ?
Espace utilisateur
Formation continue
Credit : L. Godart/CEA
D’un jour à plusieurs semaines, nos formations permettent une montée en compétence dans votre emploi ou accompagnent vers le retour à l’emploi. 
Conseil et accompagnement
Crédit : vgajic
Fort de plus de 60 ans d’expériences, l’INSTN accompagne les entreprises et organismes à différents stades de leurs projets de développement du capital humain.
Thèses
Accueil   /   Thèses   /   Développement de catalyseurs à base de matériaux durables et non critiques pour l’électrolyse anionique

Développement de catalyseurs à base de matériaux durables et non critiques pour l’électrolyse anionique

Chimie Défis technologiques Physique de l’état condensé, chimie et nanosciences Solutions avancées pour l’hydrogène et les piles à combustible pour la transition énergétique

Résumé du sujet

La production d’hydrogène par électrolyse est l’unique procédé permettant la production d’hydrogène sans sous-produits carbonés. L’électrolyse par l’utilisation de membrane anionique attire de plus en plus d’attention car cette technologie permet d’envisager des électrodes sans métaux nobles et des membranes non fluorées.
A l’anode, la cinétique de la réaction d’OER est la plus limitante. Elle se produit dans des conditions fortement basiques et à potentiel élevé. Le carbone n'est donc pas recommandé comme support car il est susceptible de se dégrader par oxydation aux potentiels élevés appliqués à l'anode ou aux ions OH nucléophiles en milieu alcalin.
La synthèse de catalyseurs non nobles sur des supports conducteurs de type fibres ou mousses permettrait d’augmenter la conductivité électrique du catalyseur ainsi que l’ancrage du site actif afin d’augmenter l’interaction électronique site actif/support et la durabilité de l’électrode.
Côté cathode, la catalyse de l’HER bien que plus rapide que celle de l’OER reste néanmoins un frein majeur à la réaction d’électrolyse en milieu alcalin. En effet les surtensions des matériaux non nobles ont en moyenne 100 mV de plus que celle obtenue avec le platine. Cependant, nos retours d’expérience nous laissent penser que les catalyseurs à base de Molybdène seraient très prometteurs pour le développement des catalyseurs sans PGM. Afin d’optimiser ces catalyseurs, nous envisageons d’améliorer la conductivité électrique en utilisant des supports carbonés et de travailler sur la structure de forme de ces catalyseurs afin d'améliorer la cinétique de l’HER.
Ce sujet vise donc à proposer à la communauté du domaine de nouvelles connaissances sur des matériaux susceptibles d’être aussi efficaces que les catalyseurs nobles habituellement utilisés en électrolyse anionique. L’utilisation des procédés de fabrication et de mise en forme éprouvés dans le domaine des piles à combustible PEM laisse entrevoir des chances de succès. Enfin l’exploration des mécanismes de dégradation de matériaux d’électrodes qui sont très peu connus pour le moment sera également une autre contribution majeure à l’électrolyse AEM.

Laboratoire

Département de l’Electricité et de l’Hydrogène pour les Transports (LITEN)
Service des Technologies Piles et Electrolyseurs basses températures
Laboratoire Membranes Electrodes Assemblages
Top envelopegraduation-hatlicensebookuserusersmap-markercalendar-fullbubblecrossmenuarrow-down