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Nathan Coutard

Optimisation et intégration d’anodes bio-inspirées dans une pile à combustible sans platine



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Publié le 28 septembre 2018


Thèse soutenue le 28 septembre 2018 pour obtenir le grade de doctorat de la Communauté Université Grenoble Alpes - Spécialité : Chimie inorganique et bio-inorganique

Résumé :
L'utilisation de nouveaux vecteurs énergétiques comme alternative aux combustibles fossiles et nucléaires est nécessaire pour la transition énergétique. Ces sources d'énergie intermittentes peuvent être stockées dans des carburants, tels que le dihydrogène (H2) qui se distingue par sa densité énergétique. L'oxydation contrôlée de H2 peut être effectuée dans des piles à combustible, qui oxydent l'hydrogène à l'anode et réduisent l'oxygène à la cathode et fournissent de l'énergie électrique, formant pour seuls sous-produits de la réaction de l'eau et de la chaleur. Ces technologies, matures, emploient des métaux du groupe du platine en tant que catalyseurs à l'anode et à la cathode. Cependant, alors que les demandes énergétiques mondiales ne cessent d'augmenter, les ressources limitées en métaux nobles ne seront pas suffisantes pour une adoption mondiale de l'hydrogène comme vecteur énergétique. Dans ce travail, des matériaux contenant des catalyseurs bio-inspirés et sans métaux nobles pour l'oxydation de H2 sont optimisés et intégrés dans des piles à combustible fonctionnelles. Leur comportement en conditions technologiques est étudié et comparé à celui de l'état de l'art des catalyseurs au platine. Les matériaux les plus performants sont caractérisés en détail par diverses techniques, donnant des pistes pour une optimisation future ainsi qu'un aperçu de ce que requièrent les tests de performance de nouveaux matériaux catalytiques.

Jury :
Rapporteur : Mme Elena Savinova
Rapporteur : Mme Kylie Vincent 
Examinateur : Mme Carole Duboc
Examinateur : M. Frédéric Jaouen 
Membre invité : Mme Pascale Chenevier
Directeur de thèse : M. Vincent Artero

Mots clés :
Chimie bio-inspirée, électrochimie

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