thesis

Matériaux electrocatalytiques nanostructurés pour la réduction de l'oxygène moléculaire et tolérants aux polluants

Defense date:

Jan. 1, 2010

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Institution:

Poitiers

Disciplines:

Chemistry

Authors:

Directors:

Abstract EN:

Oxide/carbon composites (TiO2/C and WO3/C) were prepared by sol-gel method to be used as catalysts substrates. The synthesis of TiO2 in the carbon matrix allows for a more important oxidation of carbon because of a strong “chemical” interaction. The catalysts activity was evaluated for the cathodic oxygen reduction reaction. Metallic nanoparticles were deposited onto oxide/carbon supports by photo-deposition using UV light to generate electrons at the oxide surface in order to reduce the metallic salt, allowing a selective deposition of the metal onto the oxide by this way of synthesis, leading a strong interaction between the metal end the metal of the oxide of the composite. Furthermore, the electrocatalytic activity of these materials was improved as compared to carbon supported catalysts. The catalysts stability and tolerance towards organic molecules, as methanol or formic acid (for alcohol fuel cells, or membrane less fuel cells) were also studied.

Abstract FR:

Des composites oxyde/carbone (TiO2/C et WO3/C) ont été préparés par voie sol-gel dans le but d'être utilisé comme substrats pour le dépôt de nanoparticules de platine ou de chalcogénures de ruthénium (RuxSey). La synthèse du TiO2 dans la matrice du carbone permet d'oxyder d’avantage le carbone à cause d'une interaction chimique importante. Les matériaux catalytiques ainsi préparés sont ensuite évalués pour leur activité pour la réaction de réduction du dioxygène, pour la cathode d'une pile à combustible. Le dépôt des nanoparticules métalliques sur les supports oxyde/carbone a été fait par photo-déposition utilisant le rayonnement UV pour générer des électrons à la surface de l'oxyde et ainsi réduire le sel métallique, ce qui permet d'obtenir un dépôt sélectif du métal sur l'oxyde par cette méthode de synthèse, entrainant une forte interaction entre le métal et le métal de l'oxyde du composite. De plus, l'activité électrocatalytique des matériaux a été améliorée par rapport aux catalyseurs supportés sur carbone seul. La stabilité des catalyseurs ainsi que leur tolérance face à des molécules organiques, comme le méthanol ou l'acide formique (pour une utilisation en piles à combustible à méthanol, ou en piles sans membrane) ont également été étudiées.