BEGIN:VCALENDAR VERSION:2.0 PRODID:-//wp-events-plugin.com//7.2.1//EN TZID:Europe/Paris X-WR-TIMEZONE:Europe/Paris BEGIN:VEVENT UID:77@iem.umontpellier.fr DTSTART;TZID=Europe/Paris:20231211T133000 DTEND;TZID=Europe/Paris:20231211T163000 DTSTAMP:20231207T085244Z URL:https://iem.umontpellier.fr/events/soutenance-de-these-myriam-tauk-lun di-11-decembre-2023-a-14h/ SUMMARY:Soutenance de thèse - Myriam TAUK - Lundi 11 Décembre 2023 à 13h 30 DESCRIPTION:Myriam TAUK\nSoutiendra sa thèse\nle Lundi 11 Décembre 2023 à 13h30\ndans l'Amphithéâtre GODECHOT à l'ENSCM\n \;\n\n"TUNING\, ASSESSMENT\, AND OPTIMIZATION OF AN ELECTROCHEMICAL WATER DESALINATION PRO CESS THROUGH FLOW -ELECTRODE CAPACITIVE DEIONIZATION: MATERIAL\, PROCESS\, AND PHYSICO -CHEMICAL CONSIDERATIONS"\n\nDevant le jury composé de :\n\n - Patrick DROGUI\, Professeur\, Institut National de la Recherche Scientif ique - Rapporteur\n- Pierre-Henri AUBERT\, Professeur\, CY Cergy Paris Uni versité - Rapporteur\n- Christel CAUSSERAND\, Professeur\, Université de Toulouse - Examinatrice\n- Ouassim BOUJIBAR\, Maitre de Conférences\, Un iversité de Tours - Examinateur\n- Francois ZAVISKA\, Maitre de Conféren ces\, Université de Montpellier - Co-encadrant\n- Philippe SISTAT\, Maitr e de Conférences\, Université de Montpellier - Co-encadrant\n- Roland HA BCHI\, Professeur\, Université Libanaise - Co-directeur\n- Marc CRETIN\, Professeur\, Université de Montpellier - Directeur\n\nRésumé :\nLe stre ss hydrique que nous vivons actuellement représente un danger considérab le pour les communautés dans le monde. En abordant cette question\, les t echnologies cruciales de purification offrent une voie prometteuse pour ga rantir de l'eau propre. En particulier\, la désalinisation\, qui consiste à transformer l'eau saumâtre ou de mer en eau douce\, se distingue comm e une solution cruciale pour assurer des futurs durables. La Déionisation Capacitive (CDI) émerge comme une technologie prometteuse utilisant des processus électrochimiques pour désaliniser efficacement l'eau saumâtre \, offrant ainsi un moyen durable de production d'eau douce. Dans une cell ule CDI typique\, l'eau salée d'alimentation traverse une couche séparat rice située entre deux électrodes en carbone solide\, chacune dotée de charges électriques. La nature à l'état solide des électrodes limite l es performances en restreignant la surface et les pores d'adsorption d'ion s. Cela entrave également le fonctionnement continu en raison de contrain tes de régénération des electrodes. La Déionisation Capacitive à Éle ctrode en Flux (FCDI) est une adaptation innovante de la CDI traditionnell e\, permettant des processus de désalinisation continus. Contrairement au x électrodes statiques de la CDI\, la FCDI intègre des électrodes dynam iques avec des matériaux actifs et des électrolytes\, permettant l'élim ination continue et prolongée des ions de l'eau salée.\nCes travaux de t hèse ont eu pour objectif d’utiliser des électrodes en flux à base de charbon actif dans un système FCDI à l'échelle du laboratoire et de le s optimiser en vue d’améliorer les performances technico-économiques d e cette technologie innovante. Une première approche à consister à trav ailler sur la taille des particules de charbon actif par broyage mécaniqu e à sec dans le but d’accroitre les phénomènes de transfert de matiè re et de charge électrique. Lorsque ce charbon actif fin (FAC) est utilis é comme matériau d'électrode en flux dans la FCDI\, ce dernier montre u ne nette amélioration par rapport au AC non modifié\, à la fois sur les cinétiques de dessalement mais également sur les capacités de stockage en ions. Cette supériorité est attribuée à une surface de contact acc rue\, des structures de\npores favorables et un transfert de charge accél éré dans le réseau interconnecté de particules de carbone résultant d e la réduction de la taille des particules. Cependant\, du fait de l’au gmentation de la surface spécifique\, l'électrode en flux FAC montre une viscosité accrue\, entraînant une perte de charge plus élevée et\, pa r conséquent\, une consommation d'énergie de pompage plus élevée. Il y a donc un compromis à trouver entre performance et viscosité. Afin de r emédier à cette limitation\, une seconde étude a exploré l'impact de l a distribution de la taille des particules sur la viscosité et les perfor mances de désalinisation des électrodes en flux de charbon actif. Une ap proche stratégique a été employée en mélangeant des particules de FAC (0\,65-0\,92 μm) avec des particules de AC (1\,5-2\,3 μm). Les mélange s bimodaux FAC/AC ont préservé les performances de désalinisation supé rieures du FAC tout en réduisant significativement la viscosité apparent e\, améliorant les propriétés d'écoulement et atténuant les préoccup ations liées à la perte de charge. Le rapport des particules de FAC à A C a significativement influencé les caractéristiques rhéologiques et le s performances de désalinisation. Un équilibre entre les performances de désalinisation et la viscosité du système s'est révélé crucial pour des applications pratiques. De plus\, la méthode hydrothermale a été u tilisée pour synthétiser un composite économique AC_ZnO pour les élect rodes FCDI. Le composite résultant a affiché une capacité spécifique d e 213\,9 F/g\, surpassant le AC pur. Cela\, associé à une hydrophobicit é réduite\, a contribué à des performances FCDI supérieures. Le succ ès est attribué à une résistance interne réduite\, une mouillabilité améliorée\, une capacité spécifique accrue\, une conductivité élect rique améliorée et des caractéristiques de transfert de charge supérie ures\, soulignant son potentiel pour les applications FCDI. De plus\, les caractéristiques physico-chimiques et électrochimiques des matériaux de s électrodes en flux\, comprenant à la fois les variantes pures et modif iées\, ont été évaluées par microscopie électronique à balayage (ME B)\, analyse par dispersion d'énergie des rayons X (EDX)\, spectroscopie photo-électronique des rayons X (XPS)\, diffraction des rayons X (DRX)\, spectroscopie Raman\, spectrométrieinfrarouge à transformée de Fourier (FT-IR)\, diffusion dynamique de la lumière (DLS)\, diffusion statique mu ltiple de la lumière (SMLS)\, rhéométrie\, diffusion électrophorétiqu e de la lumière (ELS)\, mesure de l'angle de contact avec l'eau (WCA)\, v oltammétrie cyclique (CV)\, chronoampérométrie et spectroscopie d'impé dance électrochimique (EIS)\n\nAbstract:\nThe ongoing worldwide water sca rcity represents a widespread danger to communities in the world. In addre ssing this issue\, crucial purification technologies offer a hopeful path to secure clean water. In particular\, desalination\, which involves trans forming brackish or seawater into freshwater\, stands out as a crucial sol ution for ensuring sustainable futures. Capacitive Deionization (CDI) is e merging as a promising technology that utilizes electrochemical processes to effectively desalinate brackish water\, providing a sustainable means f or freshwater production. In a typical CDI cell\, the feed saline water tr ansverses a separator layer situated between two solid carbon electrodes\, each endowed with electric charges. The electrode's solid-state nature li mits performance by constraining surface area and ion adsorption sites. It also hinders continuous operation due to regeneration constraints. Flow-e lectrode capacitive deionization (FCDI) is an innovative adaptation of tra ditional CDI\, enabling continuous desalination processes. Unlike static e lectrodes in CDI\, FCDI incorporates dynamic flowable electrodes\nconstitu ted of active materials and electrolytes\, allowing continuous and prolong ed ion removal from the saline water stream. This thesis optimized and emp loyed activated carbon-based flow electrodes in a laboratory-scale FCDI sy stem\, providing a cost-effective alternative and enhancing the desalinati on performance of this innovative technology. Initially\, a novel approach implemented dry ball-milling to reduce the particle size of commercial ac tivated carbon (AC)\, producing fine activated carbon (FAC). When employed as the flow electrode material at a 10% weight fraction in FCDI\, FAC out performs unmodified AC in desalination. This superiority is attributed to increased contact area\, favorable pore structures\, and accelerated charg e transfer within the interconnected carbon particle network resulting fro m the reduced particle size. However\, the FAC flow electrode shows increa sed viscosity\, leading to higher pressure drop and consequently higher pu mping energy. To address this limitation\, our subsequent study explored t he impact of particle size distribution on the viscosity and desalination performance of activated carbon flow electrodes in FCDI. A strategic appro ach was employed by blending FAC particles (0.65-0.92 μm) with AC particl es (1.5-2.3 μm). FAC/AC bimodal mixtures preserved the superior desalinat ion performance of FAC while significantly lowering the apparent viscosity \, improving flow properties and\nmitigating pressure drop concerns. The r atio of AC to FAC particles significantly influenced rheological character istics and desalination performance. A balance between desalination perfor mance and system viscosity was found crucial for practical applications. F urthermore\, hydrothermal method was employed to fabricate a cost-effectiv e ACZnO composite for FCDI electrodes. The resulting composite displayed a specific capacitance surpassing pristine AC. This along with the enhanced hydrophilicity contributed to superior FCDI performance. The success is a ttributed to reduced internal resistance\, improved wettability\, increase d capacitance\, enhanced electrical conductivity\, and superior charge tra nsfer characteristics\, underscoring its potential for FCDI applications.\ nMoreover\, the physicochemical and electrochemical attributes of the flow electrodes materials\, encompassing both pristine and modified variants\, were assessed through scanning electron microscopy (SEM)\, energy dispers ive X-ray analysis (EDX)\, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)\, X-ray\ ndiffraction (XRD)\, Raman spectroscopy\, Fourier-transform infrared spect rometry (FT-IR)\, dynamic light scattering (DLS)\, static multiple light s cattering (SMLS)\, rheological measurements\, electrophoretic light scatte ring (ELS)\, water contact angle measurement (WCA)\, cyclic voltammetry (C V)\, chronoamperometry (CA)\, and electrochemical impedance spectroscopy ( EIS). ATTACH;FMTTYPE=image/jpeg:https://iem.umontpellier.fr/wp-content/uploads/2 023/11/Photo-Myriam-TAUK.jpg 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