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«Nouvelles approches pour la caractérisation d'électrodes poreuses pour la réduction de O2 : des structures modèles à base de platine aux structures exemptes de métaux nobles» par Xi Cheng

Présentée par : Xi Cheng Discipline : chimie des matériaux Laboratoire Francis Perrin (CEA)

Résumé :
Ce travail porte sur le développement de nouvelles approches de caractérisation d’électrodes poreuses dédiées à la réduction de O2. Elles sont établies grâce à l’élaboration de structures poreuses modèles formées par combinaison contrôlée d’électrocatalyseurs de platine greffées d’une composante organique et de nanotubes de carbone. Deux nouvelles méthodes de caractérisation sont établies : d’une part, une méthode alternative à l’utilisation d’électrodes tournantes pour la détermination de la sélectivité de la réduction de O2 et d’autre part, la détermination d’une aire spécifique d’électrode poreuse nommée S-AO2 directement reliée à la réduction de l’oxygène et qui peut être exprimée en m2/g de catalyseur, en cm2/cm3 de couche active ou en cm2/cm3/g de catalyseur. Une détermination de ce paramètre est établie sur des structures poreuses exemptes de platine, réalisée à partir de nanotubes azotés, pour lesquels une étude des sites actifs en réduction de O2 est également présentée.

Abstract :
This work focus on the development of new approaches for the characterization of porous electrodes dedicated to the O2 reduction. They are established through the elaboration of model porous structure formed by controlled combination of platinum electrocatalyst grafted with organic component and carbon nanotubes. Two new methods have been established: firstly, an alternative method to use of rotating electrodes for the determination of the selectivity of the O2 reduction; secondly, the determination of a specific surface area of porous electrode named S-AO2 which is directly related to the O2 reduction and which can be expressed in m2/g of catalyst, in cm2/cm3 of active layer or in cm2/cm3/g of catalyst. A determination of this parameter has been established on platinum-free porous structure based on nitrogen doped nanotubes, for which a study of the active sites for the O2 reduction is also presented.
Informations complémentaires
François HUET, Professeur des Universités, à l’Université Pierre et Marie Curie/Laboratoire Interfaces et Systèmes Electrochimiques (LISE) - UPR 15 CNRS - Paris - Rapporteur
Frédéric MAILLARD, Chercheur, Habilité à Diriger des Recherches, à l’Institut Polytechnique de Grenoble/Laboratoire d’Electrochimie et Physico-chimie des Matériaux et des Interfaces (LEPMI) - UMR 5279 CNRS - Saint-Martin-d’Hères - Rapporteur
Henri PEREZ, Chercheur, Habilité à Diriger des Recherches, au CEA de Saclay/Laboratoire Francis Perrin - URA CNRS-CEA 2453 - Gif/Yvette - Directeur de thèse
Arnaud ETCHEBERRY, Directeur de Recherche, à l’Université Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire Institut Lavoisier de Versailles - Versailles - Co-Directeur de thèse
Gérard BIDAN, Directeur de Recherche, au CEA/Institut Nanosciences et Cryogène - Grenoble - Examinateur
Nathalie STEUNOU, Professeure des Universités, à l’Université Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire Institut Lavoisier de Versailles - Versailles - Examinateur
Loic ANTOINE, Ingénieur R&D, à l’ADEME - Angers - Invité
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