BEGIN:VCALENDAR VERSION:2.0 PRODID:-//wp-events-plugin.com//7.2.3.1//EN TZID:Europe/Paris X-WR-TIMEZONE:Europe/Paris BEGIN:VEVENT UID:85@iem.umontpellier.fr DTSTART;TZID=Europe/Paris:20231220T140000 DTEND;TZID=Europe/Paris:20231220T170000 DTSTAMP:20231220T073338Z URL:https://iem.umontpellier.fr/events/soutenance-de-these-jean-felix-boue -mercredi-20-decembre-a-14h/ SUMMARY:Soutenance de thèse Jean-Félix BOUE - Mercredi 20 décembre à 14 h DESCRIPTION:Jean-Félix BOUE\nSoutiendra sa thèse\nMercredi 20 Décembre 2 023 à 14h\n\n"Electrodes nanostructurées pour la production de H2" \ndev ant le jury composé de :\n\n\n- Vanessa COULET\, DR CNRS\, MADIREL\, Univ . Aix Marseille - Rapporteure\n- Têko NAPPORN\, DR CNRS\, IC2MP\, Univ. P oitiers - Rapporteur\n- Corinne LAGROST\, DR CNRS\, ISCR Univ. Rennes - Ex aminatrice\n- Julien CAMBEDOUZOU\, Pr\, IEM\, Univ. Montpellier - Directeu r de thèse\n- Christophe LAURENT\, Pr\, CIRIMAT\, Univ. Toulouse III - C o-directeur de thèse\n- Yaovi HOLADE\, MCF HDR\, IEM\, Univ. Montpellier - Co-encadrant de thèse\, invité\n- David MESGUICH\, MCF\, CIRIMAT\, Uni v. Toulouse III - Invité\n\n \;\n\nRésumé :\n\nL'hydrogène se pré sente comme une ressource énergétique hautement prometteuse dans de mult iples secteurs et applications\, en raison de sa capacité à générer de l'électricité par le biais d'une réaction avec l'oxygène\, avec exclu sivement de l'eau en tant que sous-produit.\n\nDans cette optique\, l'éle ctrolyse de l'eau demeure la méthode privilégiée par rapport à d'autre s méthodes utilisant des sources fossiles\, telles que le reformage du m éthane. Toutefois\, cette approche exige des électrodes performantes pou r réduire les coûts énergétiques associés à la production d'hydrogè ne\, tout en s’abstenant d’utiliser des métaux précieux\, qui resten t rares\, coûteux\, et sont associés à des problèmes géostratégiques . Ces recherches ont conduit au développement d'électrodes nanostructur ées 3D poreuses associant des nanoparticules de NiCu à des nanotubes de carbones (NTC). La stratégie adoptée comporte trois étapes principales :\n\n Conception\, élaboration et caractérisation des nanoparticules de NiCu.\n Préparation\, consolidation et caractérisation des électrodes à base de NiCu-xNTC (avec x le nombre de parois égal à 4 ou 8).\n Év aluation des performances électrochimiques.\n\nDeux méthodes de synthès e\, à savoir une méthode de chimie douce et une méthode de combustion\, ont été employées pour obtenir un mélange d'oxydes de nanoparticules de NiO et CuO. Ces oxydes ont ensuite été mélangés aux matériaux NTC. Des mélanges de poudres composites ont été élaborés avec diverses pr oportions de catalyseurs (l'alliage NiCu)\, à savoir 1\, 2\, 5\, 12\, 15 et 20 % en masse. Une analyse par microscopie électronique à balayage en mode électrons rétrodiffusés a été menée pour examiner la distribut ion des oxydes au sein de la structure des matériaux NTC. Les résultats indiquent que le protocole de mélange est adapté pour des teneurs en cat alyseur inférieures à 5 %m. En revanche\, pour des teneurs supérieures\ , des agrégats de nanoparticules de 20 µm se forment\, entraînant une p erte d'efficacité ultérieure dans les processus électrochimiques. Ces o bservations sont valables pour les mélanges avec les matériaux 8NTC et 4 NTC.\n\nPar la suite\, ces poudres composites ont été consolidées au mo yen du SPS afin d'obtenir des électrodes 3D poreuses. Cette opération pe rmet également de réduire les oxydes\, favorisant ainsi la formation de l'alliage NiCu\, jouant le rôle de catalyseur dans la réaction. Les éle ctrodes présentent des valeurs de surface spécifique variant entre 121 e t 325 m2.g-1\, avec des volumes poreux compris entre 0\,16 et 0\,44 cm3.g- 1.\n\nEnsuite\, une caractérisation électrochimique des électrodes a é té réalisée. Les meilleures électrodes\, avec des volumes poreux élev és 0\,43 et 0\,44 cm3.g-1 et une bonne distribution de catalyseur\, ont d émontré des performances compétitives en termes d'efficacité et de co ût par rapport à la littérature existante\, ainsi qu'en comparaison ave c une électrode de référence utilisant du platine. De plus\, des résul tats préliminaires de durabilité montre une amélioration des performanc es après 24 heures de chrono potentiometry à -100 mA.cm-2\, il s’agit d’un résultat très satisfaisant.\n\n \;\n\nAbstract:\n\nHydrogen i s regarded as a highly promising energy resource across various sectors an d applications due to its capacity to generate electricity through a react ion with oxygen\, producing only water as a byproduct. In this context\, w ater electrolysis remains the preferred method over other approaches that rely on fossil sources\, such as methane reforming. However\, this method necessitates high-performance electrodes to reduce the energy costs associ ated with hydrogen production\, while avoiding the use of precious metals\ , which are both scarce and linked to geopolitical issues.\n\nThese resear ch efforts have led to the development of porous 3D nanostructured electro des that combine NiCu nanoparticles with carbon nanotubes (CNT) materials. The adopted strategy comprises three key stages:\n\n- design\, synthesis and characterization of NiCu nanoparticles\n\n- preparation\, consolidatio n and characterization of NiCu-xCNT electrodes (x = 4 or 8 the number of w alls)\n\n- characterization of electrochemical performance.\n\nA mild chem istry synthesis route and a combustion route were employed to obtain a mix ture of NiO CuO nanoparticles. These oxides were then mixed with xNTC. Com posite powder mixtures were prepared to create electrodes with catalyst (N iCu alloy) contents of 1\, 2\, 5\, 12\, 15\, and 20 wt%. The distribution of oxides within the xNTC network was examined using SEM in backscattered electron mode. The results show that the mixing protocol is suitable for c ontents below 5%wt\, and for higher contents\, agglomerates of 20 µm nano particles are observed\, leading to efficiency losses in electrochemistry. These results were observed in powders with 8NTC and 4NTC.\n\nThese compo site powders were then consolidated by SPS\, which also helps in reducing the oxides to form a NiCu alloy that acts as a catalyst for the reaction a nd after the consolidation porous 3D electrodes are obtained.\n\nSpecific surface area values range from 121 to 325 m2.g-1 with porous volumes betwe en 0.16 and 0.44 cm3.g-1. The electrodes were subsequently characterized e lectrochemically. The best electrodes\, with high porous volume (0\,43 and 0\,44 cm3.g-1) and a good catalyst distribution are competitive in terms of performance and catalyst cost compared to the literature and a referenc e electrode using platinum. Additionally\, the durability test conducted b y chrono potentiometry at -100 mA.cm-2 for 24-hour lead to an increase of the performances\, which is satisfying.\n\n \; CATEGORIES:Soutenance END:VEVENT BEGIN:VTIMEZONE TZID:Europe/Paris X-LIC-LOCATION:Europe/Paris BEGIN:STANDARD DTSTART:20231029T020000 TZOFFSETFROM:+0200 TZOFFSETTO:+0100 TZNAME:CET END:STANDARD END:VTIMEZONE END:VCALENDAR