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:139@iem.umontpellier.fr DTSTART;TZID=Europe/Paris:20241218T093000 DTEND;TZID=Europe/Paris:20241218T123000 DTSTAMP:20241129T120741Z URL:https://iem.umontpellier.fr/events/soutenance-de-these-lucie-badouric- mercredi-18-decembre-2024-a-9h30/ SUMMARY:Soutenance de thèse Lucie BADOURIC - Mercredi 18 décembre 2024 à 9h30 DESCRIPTION:Lucie BADOURIC\nsoutiendra sa thèse\nMercredi 18 Décembre 202 4 à 9h30\n"Atomic Layer Deposition for novel hydrogen separation membrane s"\nDevant le jury composé de :\n\n- M. Mikhael BECHELANY\, Directeur de Recherche CNRS\, - Université de Montpellier - Directeur de thèse\n\n- M me. Anne JULBE\, Directrice de Recherche CNRS\, Université de Montpellier - Co-directrice de thèse\n\n\n- M. Martin DROBEK\, Chargé de Recherche CNRS\, Université de Montpellier - Co-encadrant\n\n\n- Mme. Catherine MAR ICHY\, Chargée de Recherche CNRS\, Université Claude Bernard Lyon 1 - Ra pportrice\n\n\n- M. Romain COUSTEL\, Maître de Conférences\, Université de Lorraine - Rapporteur\n\n\n- M. Lionel SANTINACCI\, Directeur de Reche rche CNRS\, Université Aix-Marseille - Examinateur\n\nRésumé :\n\nL’h ydrogène est apparu ces dernières années comme un vecteur énergétique prometteur afin de pallier aux pénuries imminentes des énergies fossile s ainsi qu’à l’intermittence des énergies renouvelables.  Le dihydr ogène est généralement obtenu à l’aide de processus engendrant des i mpuretés gazeuses tels que du méthane\, du dioxyde de carbone\, du monox yde de carbone\, ou des composés soufrés. Des méthodes de filtration d ’hydrogène durables et efficaces sont donc nécessaires pour permettre le transport\, le stockage et l’utilisation de l’hydrogène. Ces trava ux de thèse se concentrent sur la préparation de membranes sélectives à l’hydrogène synthétisé par dépôt de couche atomiques/moléculair es (ALD/MLD). Toutes les membranes présentées sont portées par des supp orts tubulaires asymétriques poreux en alumine assurant leur résistance mécanique et leur potentiel application en milieu industriel.\n\nUne prem ière membrane à base de palladium déposé par ALD a été synthétisé avec l’ajout d’un dépôt préalable d’alumine par ALD. Cela a permi s une meilleure nucléation du palladium ainsi qu’une meilleure séparat ion de l’hydrogène. La composition et la morphologie de la couche ont été étudié par spectroscopie de photoélectrons par rayons-X (XPS)\, d iffraction des rayons-X (DRX) et microscopie à force atomique (AFM). Puis \, la stabilité en présence d’un contaminant toxique comme le monoxyde de carbone (CO) a été suivie par des mesures de perméation en mélange de gaz. De plus\, cette membrane se distingue par sa résistance aux desc entes de température\, ce qui n’est pas le cas de la plupart des membra nes denses de palladium. Ici\, la membrane mise au point conserve ses perf ormances de séparation après un cycle complet de montée et descente en température\, augmentant ses possibilités d’applications.  En parall èle\, une deuxième membrane à base d’une couche hybride organique-ino rganique d’alucone a été synthétisée par MLD. Après optimisation de s conditions de traitement thermique de la couche\, un réseau microporeux essentiellement composée d’alumine est obtenue dans/sur la couche més oporeuse du support. Le processus de formation de la couche poreuse a ét é étudié par analyse thermogravimétrique (ATG)\, spectroscopie infraro uge par transformée de Fourier (FT-IR) et XPS et un pouvoir de séparatio n prometteur a été observé en perméation de gaz.\n\nEnfin\, des premie rs essais pour protéger la membrane de palladium précédemment développ ée contre l’empoisonnement au CO ont été réalisés. Une couche d’o xyde de nickel (NiO) a alors été déposé par ALD sur la couche de palla dium\, et des mesures de perméation en mélange de gaz ont été faits. E nfin\, des tests pour utiliser la membrane à base d’alumine poreuse com me barrière de protection contre le CO ont été menés. Malgré des perf ormances globalement moindres pour les membranes de palladium protégées\ , une bonne régénération des membranes après exposition au CO ainsi qu ’un facteur de séparation H2/CO relativement élevé\, dans le cas de l a protection par alumine poreuse\, sont des résultats préliminaires int éressants.\n\n \;\n\nAbstract:\n\nHydrogen has emerged in recent year s as a promising energy carrier to address the imminent depletion of fossi l fuels and the intermittency of renewable energy sources. Hydrogen gas is typically produced through processes that generate gaseous impurities suc h as methane\, carbon dioxide\, carbon monoxide\, and sulfur compounds. Th erefore\, efficient and sustainable hydrogen filtration methods are needed to enable its transportation\, storage\, and use. This PhD work focuses o n the preparation of hydrogen-selective membranes synthesized by atomic/mo lecular layer deposition (ALD/MLD). All the membranes presented are suppor ted by asymmetric porous alumina tubular substrates\, ensuring mechanical strength and potential industrial applications.\n\nA first membrane\, base d on palladium deposited by ALD was synthesized with the help of a prior a lumina layer also deposited by ALD. This improved palladium nucleation and therefore enhanced hydrogen separation. The composition and morphology of the membrane were studied using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)\, X-ray diffraction (XRD)\, and atomic force microscopy (AFM). The stability of the membrane in the presence of a toxic contaminant such as carbon mon oxide (CO) was monitored through gas mixture separation measurements. Addi tionally\, this membrane stands out for its resistance to temperature cycl ing\, a common issue with dense palladium membranes. The developed membran e maintained its separation performance after a full temperature cycle\, i ncreasing its application potential. In parallel\, a second membrane based on an organic-inorganic hybrid alucone layer was synthesized by MLD. Afte r optimizing the thermal treatment conditions\, a microporous network main ly composed of alumina was formed in/on the mesoporous support layer. The formation process of this microporous layer was studied using thermogravim etric analysis (TGA)\, Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR)\, a nd XPS. Promising hydrogen separation performance were observed during gas separation testing.\n\nFinally\, preliminary tests were conducted to prot ect the previously developed palladium membrane from CO poisoning. A nicke l oxide (NiO) layer was deposited by ALD on the top of the palladium layer \, and gas mixture separation measurements were performed. Additionally\, tests were conducted to use the porous alumina-based membrane as a protect ive barrier against CO. Despite typical lower performance for the protecte d palladium membranes\, good regeneration after CO exposure and a relative ly high H2/CO separation factor in the case of porous alumina protection\, represent interesting firsts results. ATTACH;FMTTYPE=image/jpeg:https://iem.umontpellier.fr/wp-content/uploads/2 024/11/Photo-Lucie.png CATEGORIES:Soutenance END:VEVENT BEGIN:VTIMEZONE TZID:Europe/Paris X-LIC-LOCATION:Europe/Paris BEGIN:STANDARD DTSTART:20241027T020000 TZOFFSETFROM:+0200 TZOFFSETTO:+0100 TZNAME:CET END:STANDARD END:VTIMEZONE END:VCALENDAR