| Titre : | Elaboration et propriétés physicochimiques des oxydes SrCO 1-X Ni X O 3 |
| Auteurs : | Sofiane Makhloufi, Auteur ; Mahmoud Omari, Directeur de thèse |
| Type de document : | Thése doctorat |
| Editeur : | Biskra [Algérie] : Faculté des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Mohamed Khider, 2016 |
| Format : | 1 vol. (126 p.) / ill.couv.ill.en coul / 30cm |
| Langues: | Français |
| Langues originales: | Français |
| Mots-clés: | Oxydes pérovskites, Sol-Gel, diffraction des rayons X, Analyse thermique, conductivité électrique, propriétés électrochimiques. |
| Résumé : |
Les oxydes SrCo1-xNixO3-δ (0 ≤ x ≤ 0.4), de type pérovskite ont été préparés par la méthode sol-gel pour déterminer l'effet de la substitution de cobalt par le nickel sur les propriétés de l'oxyde. Les analyses par diffraction des rayons X, analyse thermique différentielle et thermogravimétrique, spectroscopie infrarouge, indiquent que la phase rhomboédrique pure a été obtenue à 950°C, et la solubilité du nickel dans SrCoO3-δ est de 30%. Les micrographies MEB de SrCo1-xNixO3-δ (0 ≤ x ≤ 0.4), après calcination montrent une morphologie de surface presque semblable pour tous les échantillons. Les mesures électriques montrent que la conductivité augmente avec l’augmentation de la composition en nickel et atteint un maximum de 19 S cm-1 pour SrCo0.7Ni0.3O3-δ à 300 °C. L’étude de comportement électrochimique montre que l’activité catalytique est fortement dépendante de la teneur en nickel. Les meilleures performances ont été atteintes avec l’électrode SrCo0.7Ni0.3O3-δ. |
| Sommaire : |
Liste de symbole…………………………………………………..………………….............. 1 Liste des figures………………………………………………………………………………. 2 Liste des tableaux……………………………………………………………………………... 6 Introduction générale Introduction générale…………………………………………………………………………. 7 Références…………………………………………………………………………………… 10 Chapitre I : Etude bibliographique I.1. Introduction.................................................................................................................…... 11 I.2. La structure pérovskite idéale.....................................................................................…... 11 a. Stabilité de la structure pérovskite..........................................................................…... 11 b. jeux de substitutions et nonstoechiométrie...…………………………..…………….... 14 I.2.1. Pérovskite tétragonale………………………………………………………….……… 16 I.2.2. Pérovskite rhomboédrique…………………………………………………………..… 16 I.2.3. Pérovskite orthorhombique…………………………………………………………..... 17 I.2.4. Pérovskite monoclinique et triclinique………………………………………………... 17 I.2.5. Polymorphisme................................................................................................…........... 17 I.3. Défauts dans la structure pérovskite.................................................................................. 18 I.3.1. Description des défauts dans les cristaux…………………………………………. 18 I.3.2. Défauts ponctuel…………………………………………………………...……… 18 I.3.3. Association des défauts ponctuel………………………………………………..… 19 I.3.4. Mécanisme de la diffusion des défauts……………………………………………. 20 I.4. Propriétés des matériaux pérovskites………………………………………………….… 21 I.4.1. Propriétés électriques……………………………………………………………… 21 I.4.2. Propriétés électrochimiques……………………………………………………….. 23 I.4.2.1. Techniques voltammétriques utilises………………………………………... 23 I.4.2.2. Critères des processus réversible, irréversible et quasi réversible…………... 25 I.5. Applications des oxydes de type pérovskite (ABO3)…………………………………… 29 I.5.1. Piles à combustible………………………………………………………………... 29 I.5.1.1. Historique………………………………………………………………….... 30 I.5.1.2. Les différents types de piles à combustibles……………………………….... 31 I.5.2. Les piles à combustibles à oxydes solide (SOFC)………………………………… 33 I.5.3. Principe de fonctionnement……………………………………………………….. 33 I.5.4. Constituants d’une cellule SOFC………………………………………………….. 36 I.5.4.1. Electrolyte…………………………………………………………………… 36 I.5.4.2. Anode………………………………………………………………………... 37 I.5.4.3. Cathode……………………………………………………………………… 37 I.5.5. Réduction de l’oxygène a la cathode……………………………………………… 39 a. Cathode a conduction électronique pure………………………………………….. 39 b. Cathode a conduction mixte électronique et ionique (MIEC)……………………. 39 Références…………………………………………………………………………………… 41 Chapitre II : Techniques expérimentales de synthèse et caractérisations II.1. Méthodes de préparation des oxydes mixtes…………………………………………… 46 II.1.1. Introduction………………………………………………………………………. 46 II.1.2. La méthode sol gel……………………………………………………………….. 46 II.1.3. La coprécipétation………………………………………………………………... 48 II.1.4. Synthèse par réaction a l’état solide……………………………………………… 48 II.2. Méthodes de caractérisation……………………………………………………………. 49 II.2.1. Analyse thermique différentielle (ATD) et thermogravimétrique……………….. 49 II.2.2. Diffraction des rayons X -Méthode des poudres…………………………………. 51 II.2.2.1. Principe d’obtention des spectres…………………………………………... 52 II.2.2.2. Détermination de la taille des cristallites…………………………………... 55 II.2.3. Spectroscopie infrarouge…………………………………………………………. 57 II.2.4. Analyse granulométrique………………………………………………………… 58 II.2.5. Microscope électronique à balayage (MEB)……………………………………... 59 II.2.6. Mesure électriques………………………………………………………………... 60 II.2.6.1. Principe de la conductivité…………………………………………………. 60 II.2.6.2. Méthode de mesure………………………………………………………… 61 II.2.6.3. Système de mesure de la conductivité…………………………………….... 63 II.2.7. Techniques électrochimiques expérimentales utilisées…………………………... 64 II.2.7.1. Montage expérimentale…………………………………………………….. 64 II.2.7.1.1. La cellule électrochimique de mesure………………………………... 65 II.2.7.1.2. Les électrodes………………………………………………………… 65 II.7.1.3. La solution électrolyte………………………………………………….. 66 II.2.8. Techniques électrochimiques utilisées…………………………………………… 67 II.2.8.1. Etude par voltammétrie cyclique a balayage……………………………….. 67 II.2.8.2. Critères de discrimination entre les différents systèmes et mécanismes électrochimiques…………………………………………………………… 68 Références…………………………………………………………………………………… 70 Chapitre III : Résultats et discutions III.1. Introduction……………………………………………………………………………. 71 III.2. Travaux antérieurs……………………………………………………………………... 72 III.3. Préparation de l’oxyde SrCo1-xNixO3-δ par voie sol gel……………………………….. 73 III.4. Caractérisation structurale des poudres de SrCo1-xNixO3-δ…………………………… 75 III.4.1. Analyse thermique (ATG/ATD) de précurseur…................................................. 75 III.4.2. Analyse par diffraction des rayons X……………………………………………. 76 III.4.3. Analyse par spectroscopie infrarouge…………………………………………… 85 III.4.3.1. Analyse par spectroscopie infrarouge en fonction de dopage……………... 85 III.4.3.2. Analyse par spectroscopie infrarouge en fonction de la température……... 86 III.4.4. caractérisation morphologique des poudres……………………………………... 88 III.4.4.1. Analyse granulométrique………………………………………………….. 88 III.4.4.2. Analyse microstructurale………………………………………………….. 90 III.5. Mesure de la conductivité……………………………………………………………... 93 III.6. Etude électrochimique…………………………………………………………………. 97 III.6.1. Etude par voltammétrie cyclique………………………………………………... 97 III.6.1.1. Effet de la vitesse de balayage des potentiels sur la densité du courant…... 99 III.6.1.2. Effet de la substitution de cobalt par le nickel sur la densité de courant.... 107 III.6.2. Critère de discrimination entre les différents systèmes et mécanismes électrochimiques………………………………………..……………………… 113 III.6.2.1. Cinétique des courbe de polarisation………………………..…………… 114 Références………………..…………………………………………..…………………….. 117 Conclusion générale…………………………………………………………………..……. 122 |
| Type de document : | Thése doctorat |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/2463/1/Th%C3%A8se_2016.pdf |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| TCH/39 | Théses de doctorat | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
