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Dissertations / Theses on the topic 'Réaction électrochimique de réduction du CO2'
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Zhang, Lin. "Photoelectrocatalytic CO2 conversion in ionic liquid/aqueous mixture solution studied by scanning electrochemical microscopy." Thesis, Sorbonne université, 2020. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=http://theses-intra.upmc.fr/modules/resources/download/theses/2020SORUS122.pdf.
Full textAbstract:
Cette thèse concerne l’étude de la réaction photoélectrochimique de réduction du CO2 (PEC CO2RR) sur le semi-conducteur de type p CuCo2O4 en abordant le rôle cocatalytique des RTIL à base d'imidazolium par microscopie photoélectrochimique à balayage (SPECM). Le CuCo2O4 a été étudié dans différents électrolytes supports, notamment une solution aqueuse, une solution de mélange binaire (25 vol.% [C2mim][BF4]/H2O et 25 vol.% [C4mim][BF4]/H2O) et des liquides ioniques pur pour explorer par SPECM le rôle des RTIL dans les performances des PEC. Un courant de photoréduction significativement amélioré sous l'éclairage UV-vis et visible est obtenu dans une solution à 25 vol.% [C2mim][BF4]/H2O. Seul le CO généré par la PEC CO2RR a été détecté sur une fibre optique à double sonde - ultra-microélectrode (OF-UME) développée au laboratoire et sur une électrolyse en volume sous illumination. La formation de CO à des potentiels plus positifs que la valeur thermodynamique est rapportée ici et il est clairement indiqué que la réduction directe du CO2 à la surface de l'électrode n'est pas le mécanisme. Un schéma de réaction possible pour la PEC CO2RR par l'intermédiaire de [C2mim]+ est proposé. Ainsi, nos résultats ont démontré pour la première fois le rôle cocatalytique de [C2mim]+ pour le PEC CO2RR. En outre, la CO2RR électrochimique a également été étudiée sur divers catalyseurs de métaux de transition, d'azote et de carbone (M–N–Cs). 25%Fe25%Co–N–C a montré la meilleure performance parmi les M–N–Cs étudiés. La présence de sites Co a fourni un effet synergique pour la génération de microcubes distribués riches en Fe, qui agissent comme des sites actifs dans la CO2RR électrochimique<br>This thesis studies photoelectrochemical CO2 reduction reaction (PEC CO2RR) on p-type semiconductor CuCo2O4 addressing the cocatalytic role of imidazolium based RTILs by scanning photoelectrochemical microscopy (SPECM). CuCo2O4 was studied in different solvent supporting electrolyte systems including: aqueous solution (0.1 M KHCO3 and 0.1 M Na2SO4), binary mixture solution (25 vol.% [C2mim][BF4]/H2O and 25 vol.% [C4mim][BF4]/H2O) and pure RTILs ([C2mim][BF4], [C4mim][BF4]) to explore by SPECM the role of RTILs in CuCo2O4 semiconductor PEC performance. Significantly enhanced photoreduction current under both UV-vis and visible light illumination is reported in 25 vol.% [C2mim][BF4]/H2O solution. Only CO generated from PEC CO2RR was detected using an in-situ detection method based on a home-made dual tip optical fiber-ultramicroelectrode (OF-UME) and from bulk electrolysis under illumination. The formation of CO at potentials more positive than the thermodynamic value clearly points out that direct CO2 reduction on the electrode surface is not the mechanism. A possible reaction scheme for the PEC CO2RR mediated by [C2mim]+ is proposed. Thus, our results have demonstrated for the first time the cocatalytic role of [C2mim]+ for the PEC CO2RR. In addition, electrochemical CO2RR has also been studied on various synthesized transition metal–nitrogen–carbon catalysts (M–N–Cs) by rotating disk electrode. 25%Fe25%Co–N–C exhibited the best performance among the studied M–N–Cs in this thesis. The presence of Co sites in that catalyst provided synergic effect for the generation of distributed Fe-rich microcubes, which act as active sites in electrochemical CO2RR
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Gard, Jean-Christophe. "Comportement électrochimique de dérivés nitrés et d'hydroxylamines aromatiques. Réaction en chaine induite par réduction électrochimique de dérivés nitrosés ou d'aldéhydes aromatiques." Dijon, 1994. http://www.theses.fr/1994DIJOS051.
Full textAbstract:
La réduction électrochimique de la 4-nitrobenzophénone dans le tétrahydrofuranne est analysée en présence de différents donneurs de proton. Cette étude a été mise à profit pour préparer des dérivés nitrosés par oxydation électrochimique à basse température d'hydroxylamines aromatiques. Sur électrode cuivre la réduction mono-électronique de la phénylhydroxylamine génère le dianion monoprotone de l'azobenzène. Sous l'influence de base, la phénylhydroxylamine est transformée en azobenzène. Une nouvelle réaction en chaine induite électrochimiquement par réduction du nitrosobenzène en présence de fluorène ou d'indène dans le tétrahydrofuranne est décrite. Cette réaction qui consomme une quantité catalytique d'électricité offre une voie d'accès originale à des imines ou des nitrones. Une réaction similaire appliquée à des aldéhydes aromatiques conduit aux alcools secondaires. Par catalyse basique ces alcools se déshydratent lentement en fulvènes qui peuvent alors additionner une molécule de fluorène ou d'indène et former les hydrocarbures correspondants
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Elgrishi, Noemie. "Réduction électrochimique du CO2 en carburants catalysée par des complexes polypyridines moléculaires de métaux abondants." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066103/document.
Full textAbstract:
En vue de travailler à l'élaboration de systèmes catalytiques à faibles coût capables de stocker l'énergie solaire sous forme de liaisons chimiques avec du CO2 et de l'eau comme substrats, des complexes homoleptiques de terpyridine de Mn, Fe, Co, Ni et Cu ont été évaluées en tant que catalyseurs pour la réduction électrocatalytique du CO2. Les systèmes à base de cobalt et de nickel sont capables de réduire le CO2 en CO de façon catalytique dans les conditions testées. Le complexe de Ni réduit sélectivement le CO2 alors que le système de Co génère des mélanges de CO et H2 ; les ratios CO:H2 étant contrôlables en faisant varier la surtension appliquée au système. Pour étudier les paramètres gouvernant la compétition entre la réduction de H+ et de CO2, des complexes de cobalt-terpyridine ont ensuite été évalués comme catalyseurs de la réduction de H+. En modifiant les propriétés électroniques du ligand terpyridine par l’ajout de substituants electro-donneurs ou attracteurs, un large éventail de constantes de vitesse de second ordre pour la réduction de H+ a été obtenu. Lorsque cette classe de composés a ensuite été soumise à des conditions de réduction de CO2, les catalyseurs les moins actifs en réduction de H+ étaient les plus sélectifs en réduction de CO2. Enfin, une stratégie a été proposée pour l'immobilisation de catalyseurs homogènes où une électrode de carbone vitreux est d’abord fonctionnalisée par électro-greffage du ligand terpyridine. L'électrode modifiée peut facilement être métallée par la suite avec du cobalt, et a montré une activité catalytique pour la réduction de protons et de CO2. Le métal peut être retiré et l'électrode de nouveau métallée à volonté<br>In an effort to work towards the development of cost-effective catalytic systems capable of storing sunlight energy in the form of chemical bonds using CO2 and water as substrates, homoleptic terpyridine complexes of first row transition metals were evaluated as catalysts for the electrocatalytic reduction of CO2. Ni and Co-based catalytic systems were shown to reduce CO2 to CO under the conditions tested. The Ni complex was found to exhibit selectivity for CO2 over proton reduction while the Co-system generated mixtures of CO and H2 with CO:H2 ratios being tuneable through variations of the applied overpotential. To investigate the parameters governing the competition for H+ reduction versus CO2 reduction, the cobalt bisterpyridine class of compounds was then evaluated as H+ reduction catalysts. Tuning the electronic of the ancillary ligand sphere resulted in a wide range of second-order rate constants for H+ reduction. When this class of compounds was next submitted to CO2 reduction conditions the less active catalysts for H+ reduction were the more selective towards CO2 reduction to CO. This represented the first report of the selectivity of a molecular system for CO2 reduction being controlled through turning off one of the competing reactions. Finally a strategy was proposed for immobilisation of homogeneous catalysts whereby a glassy carbon electrode is functionalised first by electro-grafting of the terpyridine ligand. The modified electrode can easily be metallated with cobalt and showed activity towards catalytic proton and CO2 reduction. The metal can be removed and the electrode re-metallated at will
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Anne, Agnès. "Réduction électrochimique de la daunomycine : activation de l'oxygène : génération d'une espèce alkylante." Paris 7, 1985. http://www.theses.fr/1985PA077001.
Full textAbstract:
Données sur la réduction monoélectronique d'anthraquinones diversement substituées et dur la réactivité des radicaux anioniques avec l'oxygène en milieu aprotique. Etudes, aussi, des réductions mono- et bi-électroniques de la daunomycine
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Sahin, Nihat Ege. "Réduction électrochimique du dioxyde de carbone sur des électrocatalyseurs à base de cuivre." Thesis, Poitiers, 2016. http://www.theses.fr/2016POIT2313/document.
Full textAbstract:
Le réchauffement climatique est dû principalement à l'émission anthropique du dioxyde de carbone (CO2) dans l'atmosphère. Une réduction électrocatalytique et sélective de cette molécule a été proposée au cours de ce projet comme une solution prometteuse pour synthétiser des produits à valeur ajoutée. Une telle réaction requiert l'utilisation de matériaux efficaces et bas coût. Pour ce faire, les travaux de cette thèse ont porté sur la préparation de catalyseurs à base de cuivre dispersés sur différents substrats carbonés tels que le Vulcan XC-72R, les carbones mésoporeux CMK-3 et FDU-15, et des tanins à base d'IS2M pour réduire le CO2 en milieu aqueux. Les matériaux d'électrode ont été préparés à l'aide de la méthode polyol assistée par micro-ondes. Leurs caractérisations physiques et l'analyse élémentaire confirment des compositions atomiques et des taux de charge métallique proches de celles théoriquement envisagées. L'acide formique et le monoxyde de carbone sont les deux produits carbonés issus de la réduction du CO2 (2 bar) réalisée par chronoampérométrie en milieu NaHCO3. La détection et l'identification des produits de réaction ont été effectuées par des méthodes chromatographiques (µ-GC et HPLC), spectrométrique (DEMS) et spectroscopique (RMN). Une sélectivité de la réaction vis-à-vis de HCOOH (62 %) a été obtenue sur une cathode de Cu50Pd50/C. Cette conversion sélective du CO2 en HCOOH s'explique par une conjugaison d'effets électroniques et géométriques dans la structure de surface du catalyseur bimétallique et aussi celui de la texture du substrat carboné<br>The anthropogenic emissions of carbon dioxide (CO2) are the major cause of global warming. The selective CO2 reduction reaction (CO2RR) of has been proposed as a promising, convenient and efficient method for sustainable energy conversion systems. The reduction of CO2 to energetically valuable products requires the use of an appropriate electrode material. This study focuses on the preparation of Cu-based electrocatalysts supported on different types of carbon materials such as Vulcan XC-72R, mesoporous carbon CMK-3, mesoporous carbon FDU-15 and tannin based mesoporous carbon IS2M for the CO2RR under mild conditions. Besides, Vulcan XC-72R carbon supported bimetallic copper/palladium alloy materials were prepared for increasing the Faradaic yield. These copper-based catalysts were electrochemically characterized and preparative electrolyses set at constant potential were carried out in order to investigate the reduction products distribution and Faradaic yields as a function of the applied potential and catalyst loading. Chemicals such as HCOOH, CO and H2 issued from the CO2RR, were determined with in-situ and ex-situ complementary (electro)analytical and spectroscopic techniques. The significant difference in the product distribution is probably due to the ensemble (geometry and ligand) effects in the bimetallic CuPd materials, and textural structure of the supporting substrates. Selective CO2 to-HCOOH conversion has been successfully undertaken on Cu50Pd50/C with 62 % Faradaic efficiency
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Moureaux, Florian. "Etude des réactions mettant en jeu l'oxygène dans un système électrochimique lithium-air aqueux rechargeable électriquement." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00947541.
Full textAbstract:
Les systèmes électrochimiques lithium-air sont des concepts naissants mais exhibent des performances théoriques intéressantes qui laissent espérer une rupture technologique dans le domaine des batteries pour véhicule électrique. La possibilité d'atteindre une densité d'énergie supérieure à 500 Wh kg-1 est effectivement en ligne de mire. A contrario de la technologie lithium-air anhydre, les systèmes lithium-air aqueux n'ont, jusqu'à présent, fait l'objet d'aucune étude approfondie. Ce travail concerne donc le développement d'un système lithium-air aqueux, à trois électrodes, et vise également à améliorer nos connaissances fondamentales dans le domaine. La présente étude se focalise sur le compartiment positif de la cellule, dans lequel les réactions de l'oxygène sont mises en jeu. Dans un premier temps, une électrode spécifiquement dédiée à la réaction de dégagement d'oxygène a été élaborée à partir d'un acier 316L. L'étude de son comportement a révélé une bonne propension à catalyser la réaction de dégagement d'oxygène ainsi qu'une bonne stabilité sur 3 000 heures de fonctionnement. Néanmoins, d'importants problèmes de catalyse ont pu être observés et attribués à la présence des ions lithium dans l'électrolyte de la batterie. Les ions Li+ bloquent les transitions électrochimiques des sites actifs à l'origine des propriétés d'électrocatalyse. Le comportement d'une électrode à air, composée de carbone et d'oxydes de manganèse, a par la suite été caractérisé dans ce milieu. L'étude révèle deux phénomènes importants réduisant la performance de l'électrode et dont l'origine a également été attribuée aux ions lithium : un blocage des transitions (MnIII/MnIV), et une stabilisation des groupements oxygénés à la surface du carbone. Pour finir, il a été proposé d'optimiser le système électrolytique en limitant l'activité des ions Li+ en solution et ainsi d'améliorer le rendement en potentiel de charge/décharge de la batterie.
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Boulanger, Clotilde. "Réactions redox topotactiques des chalcogénures à clusters de molybdène : Analyse par voie électrochimique et applications." Nancy 1, 1987. http://www.theses.fr/1987NAN10067.
Full textAbstract:
Étude des possibilités de désinsertion par voie électrochimique et chimique des différents chalcogénures à clusters de molybdène. Limite imposée par l'oxydation des structures hôtes. Synthèse de nouvelles phases métastables à clusters condensés : o et h Mo9Se11 à clusters uniques Mo9 Mo6 Te6. Étude de l'insertion par voie électrochimique. Influence des paramètres expérimentaux. Approche d'une modélisation des processus. Analyse des systèmes MoyXz/Mn+ = Cr3+, Mn²+, Co²+, Ni²+, Zn²+, Cd²+. Classification des systèmes redox
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Melendez-Ceballos, Arturo. "Adéquation de nouvelles compositions d'électrolytes et de revêtements protecteurs nanostructurés de la cathode pour les piles à combustible à carbonates fondus TiO2 protective coating processed by Atomic Layer Deposition for the improvement of MCFC cathode Electrochemical properties of Atomic layer deposition processed CeO2 as a protective layer for the molten carbonate fuel cell cathode." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066103.
Full textAbstract:
Dans ce travail, nous développons deux grands axes de recherche liés aux carbonates fondus. Le premier est l'optimisation des piles à combustible à base de carbonates fondus, avec deux approches : (i) l'amélioration de la durée de vie de la cathode grâce à des couches ultra-minces d'oxydes métalliques élaborés par la technique de dépôt de couches atomiques; (ii) la modification des électrolytes Li-K et Li-Na par addition de Cs ou de Rb. Le second est consacré à la valorisation du CO2 par sa réduction électrochimique dans les électrolytes à carbonates fondus, où nous analysons la réduction du CO2 par chronopotentiométrie et chronoamperométrie. Finalement, afin de tester les modifications subies par certains des composants analysés dans les deux premières parties, nous avons installé et adapté une configuration de cellule complète couplée à la chromatographie en phase gazeuse. Nous avons obtenu quelques résultats significatifs dans l’ensemble des approches abordées ; en ce qui concerne le point (i), nous avons constaté que TiO2 et CeO2 sont appropriés pour protéger la cathode contre la corrosion sans affecter ses propriétés électrochimiques en réduisant presque de moitié la dissolution du Ni. Les résultats obtenus pour le point (ii) sont également fructueux, car nous avons établi une méthode pour comparer deux électrolytes différents en déterminant les coefficients de diffusion des ions superoxyde et du dioxyde de carbone. Nous avons également comparé les performances de la cathode de NiO dans les électrolytes modifiés avec Cs et Rb. De ces études, nous avons constaté que l'addition de Cs améliore significativement le coefficient de diffusion de CO2 en réduisant la résistance de transfert de charge et la résistance totale à l'électrode, étant l'additif le plus prometteur testé ici. En ce qui concerne la réduction du CO2, nous avons constaté que la réaction implique des espèces adsorbées et instables et se produit en deux étapes à un électron ou une étape à deux électrons ; ainsi, il s’agit très probablement d’un mécanisme de réduction simultanée d’espèces adsorbées et dissoutes. Finalement, nous avons effectué les premiers tests sur cellule complète MCFC dans notre laboratoire, obtenant une performance et une puissance acceptables. Cependant, de petites améliorations sont encore nécessaires pour pouvoir tester les composants modifiés de cellule MCFC<br>In this work, we develop two major research routes related to molten carbonates. The first one is the molten carbonate fuel cell optimization, with two approaches: (i) cathode lifetime improvement through ultra-thin layers of metal oxides deposited by atomic layer deposition; (ii) Li-K and Li-Na electrolyte modification by Cs or Rb additions. The second one is dedicated to CO2 valorization through its electrochemical reduction in molten carbonate electrolytes, where we analyze CO2 reduction by means of chronopotentiometry and chronoamperometry. Finally, in order to test some of the component modifications described in the two first parts, we installed and adapted a single-cell setup coupled to gas chromatography. We obtained some significant results in all the approaches; concerning point (i), we found that TiO2 and CeO2 are suitable for cathode corrosion protection without affecting the electrochemical properties of the electrode and reducing almost by half the dissolution of Ni. The results obtained from point (ii) are also fruitful, since we established a method for comparing two different electrolytes and obtained the diffusion coefficients of the superoxides and carbon dioxide. We also compared the performance of the state-of-the-art NiO cathode in Cs and Rb modified electrolytes. From these studies, we found that Cs addition improves significantly the CO2 diffusion coefficient and reduces the charge transfer and total resistance at the electrode, being a promising additive. Regarding CO2 reduction, after all the tests performed, we found that the reaction involves adsorbed and instable species and occurs in two one-electron steps or in two-electron unique step; thus, it follows most probably a mechanism of simultaneous reduction of the adsorbed and dissolved species. Finally, we performed the first MCFC single-cell tests in our laboratory obtaining an acceptable cell performance and output power. However, small improvements are still necessary to be able to test MCFC modified components
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Azzouzi, Fouad. "Etude électrochimique de dihalogénomethylène bis (phosphonate de diéthyle) : action de l'anion formé in situ sur divers électrophiles et étude électrochimique des halogénovinylphosphonates formés." Rouen, 1989. http://www.theses.fr/1989ROUES026.
Full text
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Avoundogba, Nathalie. "Comportement chimique et électrochimique du séléniure et du tellurure d'argent dans les acides sulfurique et hexafluorosilicique concentrés et dans les mélanges eau-acétonitrile." Nancy 1, 1995. http://www.theses.fr/1995NAN10088.
Full textAbstract:
Ce travail est relatif à l'étude chimique et électrochimique des séléniures et tellurure d'argent dans les milieux concentrés en acide (sulfurique, hexafluorosilicique) et dans les mélanges eau-acétonitrile avec comme objectif la décomposition des chalcogénures d'argent en vue de récupérer le sélénium, le tellure et l'argent métallique. Cette étude a été menée en couplant les méthodes électrochimiques classiques avec des mesures XPS (ESCA) au niveau de la surface d'électrodes à pate de carbone modifiées. Dans les milieux acides concentrés, l'oxydation électrochimique de Ag2Se donne préférentiellement du sélénite mais aussi du sélénium élémentaire et du séléniate. Avec Ag2Te, le mécanisme est plus simple, il conduit à la formation de tellurite. La réduction de Ag2Se donne de l'argent métallique et H2Se, celle de Ag2Te est empêchée par un dégagement d'hydrogène. L’oxydation électrochimique de Ag2Se dans les mélanges eau-acétonitrile s'arrête au stade de sélénium élémentaire. Le processus de réduction est le même qu'en milieu acide. Au cours des transformations, un composé intermédiaire du sélénium au degré -I (probablement Ag2Se2) a été pour la première fois mis en évidence grâce aux mesures XPS. La réactivité de Ag2Se et Ag2Te vis-à-vis d'oxydants dans les milieux acides montre qu'ils sont dissous avec de bons rendements par le permanganate le persulfate et l'acide nitrique. Le persulfate présente comme avantage de ne polluer ni l'environnement, ni le milieu sulfurique par des anions étrangers. Dans les mélanges hydroorganiques, le Cu(II) transforme intégralement Ag2Se en sélénium élémentaire et en argent soluble en présence de catalyseurs
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Tue, Bi Balo. "Etude de la synthèse électrochimique de chloro-oléfines par réaction de Wittig-Horner in situ." Rouen, 1988. http://www.theses.fr/1988ROUES025.
Full textAbstract:
Les composés du titre sont préparés par une réaction d'Horner Emmons entre un dérivé carbonylé (aldéhydes et cétones aliphatiques et aromatiques) et l'anion issu de la réduction électrochimique du o,o-diéthyl trichlorométhyl phosphanate. On propose une méthode de préparation des dichloro- et chlorométhylphosphonates par électrolyse à courant constant sur cathode à feutre de carbone. Le comportement électrochimique des oléfines dichlorées préparées est étudié. On obtient également un époxyphosphonate par réduction électrochimique d'un sel de phosphonium dérivant du trichlorométhylphosphonate
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Féasson, Christian. "Réduction électrochimique, sur cathode de mercure, de composés organostanniques en présence d'halogénures d'alkyle : étude du mécanisme et des intermédiaires réactionnels." Rouen, 1987. http://www.theses.fr/1987ROUES001.
Full textAbstract:
La réduction des halogénures d'alkyl(aryl)étain, en solution méthanolique sur cathode de mercure, procède par l'intermédiaire de divers composés organomercuriques. L'étude des mécanismes mis en jeu montre que la première étape est monoélectronique dans le cas des halogénures organostanniques trisubstitués et biélectroniques dans le cas des halogénures organostanniques mono et disubstitués
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Christophe, Jennifer. "Etude de l'électroactivité du cuivre pour la réduction du dioxyde de carbone et pour la réduction de l'ion nitrate." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2007. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/210680.
Full textAbstract:
Le présent travail a pour but d'évaluer les potentialités électrocatalytiques du cuivre sous différentes formes pour les réactions de réduction du dioxyde de carbone et de réduction de l'ion nitrate.<p><p>Dans la première partie du travail, nous avons comparé, à l’aide de la voltampérométrie, d’électrolyses à potentiel contrôlé et d’analyses chromatographiques, l'activité d'électrodes polycristalline et monocristallines de Cu et d'alliages AuxCuy de différentes orientations cristallines pour l'électroréduction de CO2.<p>Nous avons pu établir une étroite corrélation entre l'activité de l'électrode de Cu et l'arrangement atomique de sa surface. L'activité et la sélectivité pour CH4 de Cu décroissent selon la séquence :Cu (111) > Cu (100) > Cu (poly). La réduction du CO2 et la formation de CH4 sont favorisées sur les surfaces lisses et denses à l'échelle atomique.<p>La sélectivité des alliages AuxCuy est considérablement orientée vers CO quand la fraction superficielle de Au augmente. L'alliage de composition 50-50 conduit à la formation exclusive de CO.<p><p>La seconde partie de la thèse est consacrée à l'étude de l'activité d'électrodes massives de Cu polycristallin et monocristallin d’orientation (111) et de dispersions de Cu pour la réduction électrochimique de NO3-. <p>Nous avons mis en évidence l'importance des conditions de pH pour le déroulement des processus à l'électrode de cuivre. En milieu acide, NO3- est directement réduit en NH4+ alors qu’en milieu neutre, les réactions de réduction de NO3- en NO2- et de NO2- en NH4+ s’observent successivement en fonction du potentiel.<p>L'activité des dispersions de Cu dans un film de polyaniline dépend fortement des conditions de dépôt. Le cuivre incorporé au film sous sa forme réduite est plus actif que le cuivre incorporé au film initialement oxydé. Par ailleurs, nous avons montré que la concentration de H+ dans le polymère est limitée. En conséquence, le processus de réduction de NO3- sur le cuivre dispersé dans un film de polyaniline est modifié en milieu acide.<p>L’utilisation d’un film de poly-3,4-éthylènedioxythiophène déposé sur une surface de Pt s'est quant à elle révélée inadéquate comme support pour l'incorporation de Cu dans le cadre de l'étude de la réduction de NO3- en milieu acide.<p><br>Doctorat en Sciences<br>info:eu-repo/semantics/nonPublished
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Richard, Rachel. "Analyse du comportement ultramicroélectrochimique des acides et des bases dans le milieu tri-n-butylphosphate (TBP) en absence puis en présence d'électrolyte : applications analytiques." Nancy 1, 1995. http://www.theses.fr/1995NAN10391.
Full textAbstract:
L'analyse de réactions chimiques et électrochimiques en milieu tri-n-butylphosphate (TBP), milieu de faible permittivité diélectrique a été effectuée à une ultramicroélectrode (UME) de platine. L’évaluation de la force de différents acides par méthode conductimétrique et spectrophotométrique a mis en évidence la faible concentration des ions libres en milieu TBP. L'analyse des effets de migration sur le courant limite a porté sur une seule espèce acide en solution, en comparant les courbes intensité-potentiel en absence puis en présence d'un excès d'électrolyte support. L’extraction liquide-liquide des acides perchlorique et nitrique avec une analyse ultramicroélectrochimique des deux phases liquides montre que les processus d'extraction sont proches de ceux décrits par GUSTAVII. L’étude de la réduction de l'acide perchlorique dans les mélanges TBP/toluène en présence et en absence d'électrolyte a montré la possibilité d'utiliser les UME dans des milieux se rapprochant de ceux présentant un intérêt industriel (PUREX). Le suivi en oxydation de la protonation des amines par différents acides en présence ainsi qu'en absence d'électrolyte a permis de mettre en place les premières bases permettant l'établissement d'une échelle moléculaire d'acidité
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Lu, Yu-Wei. "Électrosynthèse de liaisons carbone-carbone par couplage d'oléfine activées et de dihalogénures d'alkyle : formation de composés cycliques." Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA112155.
Full textAbstract:
Mise au point de la synthèse de composés cycliques fonctionnalisés par couplage électrochimique d'oléfines activées et de dihalogénures organiques en utilisant le procédé électrochimique à anode soluble.
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Piatnicki, Sartori Clarisse Maria. "Électrochimie analytique en absence d'électrolyte indifférent : transport de matière lors de la réduction des acides à une ultramicroélectrode." Nancy 1, 1993. http://www.theses.fr/1993NAN10242.
Full textAbstract:
L'étude des phénomènes de transport de matière par migration concernant la réduction du proton a été effectuée à une ultramicroélectrode de platine. L'analyse de l'effet de migration sur le courant limite a porté d'abord sur une seule espèce acide en solution, en comparant les courbes intensité-potentiel en absence puis en présence d'un excès d'électrolyte support (effet d'électrolyte). Le comportement du proton dans l'eau et des acides du type bh#+ et ha# dans l'acetonitrile a été précise et une expression pour quantifier l'effet d'électrolyte a été proposée. Elle tient compte des conductivités équivalentes et des charges des espèces ioniques en solution, du nombre d'électrons échangés ainsi que du type d'électrode utilisée. Les phénomènes d'exaltation, qui peuvent se manifester quand la réduction d'une espèce électroactive est précédée par celle d'une deuxième espèce présente simultanément dans la solution, ont été également étudiés. L'exaltation du courant de migration d'une espèce ionique a bien lieu même si sa transformation électrochimique précède celle de l'espèce moléculaire. Dans ce cas, si les mobilités ioniques sont voisines, le phénomène se traduit par le doublement de la vague de la molécule
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Hanana, Manel. "Fonctionnalisation de nanotubes de carbone par une approche non covalente pour l'électrocatalyse et l'optoélectronique." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASF005.
Full textAbstract:
La fabrication de matériaux hybrides, combinant sans les altérer les propriétés de leurs différents constituants, est au cœur de la recherche en nanosciences. Parmi les différents types de nanomatériaux envisagés à cette fin, les nanotubes de carbone sont des objets prometteurs en raison de leurs propriétés optiques, de conductivité et de leur fonctionnalisation, pour la catalyse, l’électronique et l’optoélectronique. Dans la première partie de cette thèse, des structures hybrides supramoléculaires à base de nanotubes de carbone multi-parois et de macrocycles (porphyrines, phtalocyanine ou corrole) de cobalt et/ou de fer ont été formées et testées comme catalyseurs pour la réduction du dioxygène. La méthode de fonctionnalisation non covalente employée (couplage de Hay et click-chemistry) préserve au mieux les propriétés électroniques des nanotubes et assure la stabilité de l’assemblage obtenu. Grâce à leurs propriétés d’émission dans la région proche infrarouge, les nanotubes de carbone mono-paroi présentent un intérêt en optique et en optoélectronique. Cependant, leur extrême sensibilité au milieu les environnant entrave leur utilisation. La fabrication de matériaux hybrides, préservant leur propriété optique et facilitant leur manipulation est alors primordiale. La deuxième partie de cette thèse est consacrée à la fonctionnalisation de nanotubes de carbone mono-paroi en vue de leur utilisation en optoélectronique. A cet effet, une synthèse de coquille, composée de polymères amphiphiles, protégeant les nanotubes de carbone de leur environnement et facilitant leur solubilité en milieu aqueux, sera réalisée<br>The production of hybrid materials, combining the properties of their different building blocks without altering them, is a central issue of nanoscience. Among the different classes of nanomaterials being considered for this purpose, carbon nanotubes are an outstanding class of materials due to their optical, conductivity and their functionalization properties, that can be used for various applications in catalysis, electronics and optoelectronics. In the first part of this thesis, supramolecular hybrid structures based on multi-walled carbon nanotubes and macrocycles (porphyrins, phthalocyanine or corrole) containing cobalt and/or iron ions have been performed and tested as catalysts for oxygen reduction reaction (ORR). The non-covalent functionalization methods (based on either Hay-coupling or click chemistry) preserve the electronic properties of the nanotubes and enhances the stability of the resulting hybrids. Thanks to their emission properties in the near infrared region, single-walled carbon nanotubes are of peculiar interest in optoelectronics. However, their extreme sensitivity to the surrounding environment hinders their application. The production of hybrid materials that preserve their optical properties and facilitate their handling is therefore a key challenge. The second part of this PhD is dedicated to the functionalization of single-walled carbon nanotubes for optoelectronics. To this end, it is necessary to carry the synthesis of a core-shell structures, composed of amphiphilic copolymers protecting the carbon nanotubes from their environment and facilitating their solubility in aqueous medium
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Pellissier, Aymeric. "Elaboration et études physico-chimiques de nouveaux catalyseurs moléculaires ou composites pour l'électroréduction du CO2." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011066.
Full textAbstract:
Ce mémoire est consacré à l'élaboration et à l'étude physico-chimique de nouveaux catalyseurs bifonctionnels pour l'électroréduction du CO2. Dans ce contexte, une approche dite « moléculaire » et une dite « inorganique » ont été développées.<br />Pour l'approche « moléculaire », des catalyseurs bifonctionnels, nouveaux complexes hétérobimétalliques du type [Cl(CO)3Re(L)M(Cp*)Cl]+ (L = ligand bisdiimine ; M = Ir, Rh ; Cp* = η5-pentaméthyl-cyclopentadiényle) ont été synthétisés, et les interactions intramoléculaires entre les centres métalliques ont été étudiées. Des électrocatalyses préparatives de réduction du CO2 ont été conduites avec ces complexes en solution homogène mais aussi avec des électrodes modifiées obtenues par électropolymérisation anodique des pyrrole fonctionnalisés par ces mêmes complexes en milieu hydro-organique ou aqueux.<br />Pour la deuxième approche « inorganique », nous avons mis au point la synthèse des précurseurs adéquats pour élaborer des films fonctionnalisés par des complexes carbonyle de ruthénium cationiques [Ru(L)(CO)2(MeCN)2]2+ et [Ru(L)(CO)2(MeCN)]22+ (L = bipyridine substituée par des pyrroles), substrats nécessaires à la préparation de matériaux composites associant des nanoparticules métalliques et un polymère rédox. Ces complexes ont été déposés à la surface d'électrodes par électropolymérisation anodique des pyrroles et ont ainsi permis d'obtenir des films cationiques précurseurs de catalyseurs bifonctionnels.<br />Les résultats des électrocatalyses de réduction du CO2 avec les composés issus des deux approches montrent qu'il existe des effets coopératifs au sein des catalyseurs bifonctionnels.
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Moumaneix, Lilian. "De l’élaboration de matériaux graphéniques tridimensionnels dopés à l’azote : vers des catalyseurs pour l’électroréduction de l’oxygène sans platine." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0081.
Full textAbstract:
Le stockage de l’énergie sous la forme de dihydrogène suscite un intérêt grandissant dans la communauté scientifique et les industries du secteur de l’énergie et du transport. Les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) permettent de convertir ce gaz en électricité sans rejets nocifs, à des températures peu élevées. Les catalyseurs actuels sont majoritairement constitués de nanoparticules de platine, déposées sur un matériau carboné microporeux. Or, ce métal noble est source de problèmes environnementaux et sociétaux, et son approvisionnement est soumis à des tensions et aléas géopolitiques. Ces travaux de thèse explorent la possibilité d’utiliser des matériaux alternatifs sans métaux. Largement étudiés dans la littérature, les matériaux carbonés dopés à l’azote possèdent une activité catalytique pour la réaction de réduction de l’oxygène (ORR), celle-ci étant la plus limitante dans les PEMFC. Une méthode d’élaboration s’appuyant sur une réaction solvothermale entre un alcool et du sodium, suivie d’un traitement de pyrolyse, a été mise au point, permettant l’obtention de matériaux graphéniques dopés, présentant un fort caractère tridimensionnel et une porosité très développée. L’étude de la réaction solvothermale entre la 1-(2-hydroxyéthyl)pipéridine et le sodium a permis de donner une description du déroulement de la réaction, en se focalisant sur la composition de l’atmosphère du réacteur solvothermal pendant la réaction, et sur la caractérisation du composé solvothermal solide. De plus, l’influence des conditions de pyrolyse sur le matériau final a été suivie à l’aide de techniques de caractérisation complémentaires et multi-échelles, permettant d’élaborer des matériaux de bonne qualité structurale et de surface spécifique élevée. L’activité catalytique des matériaux graphéniques dopés a été prouvée dans une PEMFC. Des densités de puissance électrique supérieures à 3 mW.cm-2 ont ainsi été atteintes. Plusieurs paramètres contribuant à l’amélioration de l’activité catalytique vis-à-vis de l’ORR ont été identifiés, permettant de mieux cibler les aspects futurs sur lesquels progresser<br>The storage of energy in the form of dihydrogen is attracting growing interest in the scientific community as well as in the energy and transport industries. Proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) convert this gas into electricity without harmful emission, at relatively low temperatures. Nowadays, catalysts are mainly made up of platinum nanoparticles, deposited on a microporous carbon material. However, this noble metal is a source of environmental and societal problems, and its supply is subject to geopolitical tensions and vagaries. This thesis work explores the possibility of using alternative materials without metals. Widely studied in the literature, carbon materials doped with nitrogen atoms have a catalytic activity for the oxygen reduction reaction (ORR), this reaction being the most limiting in PEMFCs. An elaboration method based on a solvothermal reaction between an alcohol and sodium, followed by a pyrolysis treatment, has been developed, yielding N-doped graphenic materials with a pronounced three-dimensional aspect and a very developed porosity. The study of the solvothermal reaction between 1-(2-hydroxyethyl)piperidine and sodium allowed to give a description of the reaction mechanism, by focusing on the analysis of the atmosphere composition within the solvothermal reactor during the reaction, and on the characterization of the solid solvothermal product. In addition, the influence of the pyrolysis conditions on the final material was studied using complementary and multi-scale characterization techniques, permitting to elaborate materials with good structural qualities and high specific surfaces. The catalytic activity of doped graphenic materials has been proven inside a PEMFC. Electrical power densities greater than 3 mW.cm-2 have been reached. Several parameters contributing to the improvement of the catalytic activity towards the ORR were identified, allowing to better target the future aspects on which to progress
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Bedioui, Fethi. "Etude électrochimique de complexes de métaux de transition (bases de Schiff et porphyrines) en solution et sous forme d'électrodes modifiées : application à la catalyse électroassistée de réactions organiques." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066338.
Full textAbstract:
Les propriétés électrochimiques des complexes co-base de Schiff (phenylene-bis(salicylideneiminoto)-co, ou Co(II)saloph, et n-methylenepropylene-bis-(salicylideneiminoto)-co, ou co-selnmedpt) et de tetraphenylporphine-co, ou CoTPP, sont utilisées pour étudier la réduction électroassistée d'halogénures organiques, Rx, avec un catalyseur fixe sur support conducteur, en milieu organique. On étudie: 1) la réduction du chlorure de benzyle électrocatalysée par des électrodes de graphite modifiées par du co-saloph et 2) l'oxydation par l'oxygène moléculaire du di-tert-butylphenol, électrocatalysée par des films de polypyrrole contenant la porphyrine mntcpp.
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Poux, Tiphaine. "Study of the oxygen reduction on perovskite-type oxides in alkaline media." Thesis, Strasbourg, 2014. http://www.theses.fr/2014STRAF001/document.
Full textAbstract:
La cinétique lente de la réduction de l’oxygène (ORR) est en grande partie responsable de la perte d’énergie de nombreux systèmes de conversion tels que les piles à combustible. Parmi les possibles catalyseurs de l’ORR, les oxydes de type pérovskite sont des candidats prometteurs en milieu alcalin. La présente thèse est consacrée à l’étude de l’activité, du mécanisme et de la stabilité de pérovskites à base de Co et Mn pour l’ORR. Grâce aux techniques d’électrode tournante à disque et disque-anneau (R(R)DE), les études de l’ORR et des transformations d’HO2- sur les couches minces de pérovskite/carbone dans une solution de NaOH ont montré qu’O2 est réduit en OH- via un mécanisme « en série » avec formation d’HO2- intermédiaire. Pour des quantités d’oxyde suffisantes, HO2- est ensuite réduit, ce qui résulte en un mécanisme apparent de 4 électrons. Dans ces électrodes, le carbone joue un double rôle. Il augmente l’activité électrocatalytique en améliorant le contact électrique et il est impliqué dans le mécanisme de l’ORR en catalysant la réduction d’O2 en HO2-, surtout pour les pérovskites à base de cobalt qui sont considérablement moins actives que celles à base de Mn. Néanmoins, l’électrocatalyse de l’ORR semble dégrader les sites actifs des pérovskites<br>The sluggish kinetics of the oxygen reduction reaction (ORR) is largely responsible for the energy losses in energy conversion systems such as fuel cells. Among possible inexpensive catalysts for the ORR, perovskite oxides are promising electrocatalysts in alkaline media. The present thesis is devoted to the investigation of the ORR activity, mechanism and stability of some Co and Mn-based perovskites. The rotating (ring) disk electrode (R(R)DE) studies of the ORR and the HO2- transformations on perovskite/carbon thin layers in NaOH electrolyte prove that O2 is reduced to OH- via a “series” pathway with the HO2- intermediate. For high oxide loadings, the formed HO2- species are further reduced to give a global 4 electron pathway. In these electrodes, carbon plays a dual role. It increases the electrocatalytic activity by improving the electrical contact and it is involved in the ORR mechanism by catalyzing the reduction of O2 into HO2-, especially for Co-based perovskites which display lower reaction rates than Mn-based perovskites
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De, Paz Héloïse. "Étude spectroélectrochimique de la réaction de réduction de l'oxygène sur une électrode de carbone modifiée avec une porphyrine de cobalt (CoTPP)." Mémoire, 2010. http://www.archipel.uqam.ca/3038/1/M11389.pdf.
Full textAbstract:
L'épuisement des combustibles fossiles et les problèmes environnementaux causés par la combustion de ceux-ci rendent urgent le développement de nouvelles énergies dites renouvelables. Dans le domaine des transports (autobus, automobiles...) la recherche porte notamment sur la pile à combustible. Un facteur limitant la commercialisation des piles à combustible est l'absence de catalyseurs efficaces et peu coûteux pour la réaction de réduction de l'oxygène (RRO) qui a lieu à la cathode. L'utilisation de métaux non nobles comme catalyseur pour cette réaction est en forte expansion. Le carbone est l'un des supports les plus intéressants dans ce domaine du fait de son bas prix. Cependant, il doit être modifié afin d'en faire une surface catalytique. Le greffage de macrocycles tels que des porphyrines sur une surface d'or est bien connu. Il est possible de contrôler l'orientation, l'assemblage et le taux de recouvrement des porphyrines sur une telle surface notamment en attachant les porphyrines via des monocouches de thiols. Notre projet vise dans un premier temps à chimisorber une monocouche de porphyrine de cobalt (CoTPP) sur une électrode de carbone vitreux via une monocouche de 4-aminothiophénol (4-ATP) et d'utiliser cette électrode pour examiner la réduction de l'oxygène en peroxyde afin de mieux comprendre le mécanisme de réduction. La caractérisation de l'électrode par spectroscopie de photoélectron X (XPS) et par des méthodes électrochimiques a montré un fort taux de recouvrement des porphyrines à la surface du carbone. Les mesures de voltampèrometrie cyclique et de chronocoulométrie ont démontré que l'électrode GC/4-ATP-CoTPP (chimisorbé) est un catalyseur aussi efficace que lorsqu'il est seulement physisorbé à la surface (GC/CoTPP) et que l'électrode Au/4ATP-CoTPP. Lorsqu'elle est chimisorbée, la porphyrine donne des résultats beaucoup plus reproductibles et ne subit aucune désorption de la surface. Les spectres UV-visible montrent qu'une pentacoordination du cobalt et un état d'oxydation +lI sont nécessaires pour une complexation avec l'oxygène. La présence d'un intermédiaire (LCo(II) TPP-O₂) très stable a été identifié à la fois en solution et lorsque la porphyrine est chimisorbée sur le support de carbone. La spectroscopie UV -visible par réflectance (UVDRS) en fonction du potentiel révèle la relation entre la formation de l'intermédiaire LCoTPP-O₂ et la réduction en peroxyde. Ces mesures donnent des informations sur les différentes constantes cinétiques et indiquent que la formation du complexe est plus rapide que sa réduction en peroxyde, le mécanisme n'est donc pas limité par la réaction avec l'oxygène mais par le transfert d'électrons. À partir des ces informations un mécanisme catalytique est proposé. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Électroréduction de l'oxygène, Catalyseur, Modification de carbone, Porphyrine.
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Melendez-, Ceballos Arturo. "Adéquation de nouvelles compositions d'électrolytes et de revêtements protecteurs nanostructurés de la cathode pour les piles à combustible à carbonates fondus." Thesis, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066103/document.
Full textAbstract:
Dans ce travail, nous développons deux grands axes de recherche liés aux carbonates fondus. Le premier est l'optimisation des piles à combustible à base de carbonates fondus, avec deux approches : (i) l'amélioration de la durée de vie de la cathode grâce à des couches ultra-minces d'oxydes métalliques élaborés par la technique de dépôt de couches atomiques; (ii) la modification des électrolytes Li-K et Li-Na par addition de Cs ou de Rb. Le second est consacré à la valorisation du CO2 par sa réduction électrochimique dans les électrolytes à carbonates fondus, où nous analysons la réduction du CO2 par chronopotentiométrie et chronoamperométrie. Finalement, afin de tester les modifications subies par certains des composants analysés dans les deux premières parties, nous avons installé et adapté une configuration de cellule complète couplée à la chromatographie en phase gazeuse. Nous avons obtenu quelques résultats significatifs dans l’ensemble des approches abordées ; en ce qui concerne le point (i), nous avons constaté que TiO2 et CeO2 sont appropriés pour protéger la cathode contre la corrosion sans affecter ses propriétés électrochimiques en réduisant presque de moitié la dissolution du Ni. Les résultats obtenus pour le point (ii) sont également fructueux, car nous avons établi une méthode pour comparer deux électrolytes différents en déterminant les coefficients de diffusion des ions superoxyde et du dioxyde de carbone. Nous avons également comparé les performances de la cathode de NiO dans les électrolytes modifiés avec Cs et Rb. De ces études, nous avons constaté que l'addition de Cs améliore significativement le coefficient de diffusion de CO2 en réduisant la résistance de transfert de charge et la résistance totale à l'électrode, étant l'additif le plus prometteur testé ici. En ce qui concerne la réduction du CO2, nous avons constaté que la réaction implique des espèces adsorbées et instables et se produit en deux étapes à un électron ou une étape à deux électrons ; ainsi, il s’agit très probablement d’un mécanisme de réduction simultanée d’espèces adsorbées et dissoutes. Finalement, nous avons effectué les premiers tests sur cellule complète MCFC dans notre laboratoire, obtenant une performance et une puissance acceptables. Cependant, de petites améliorations sont encore nécessaires pour pouvoir tester les composants modifiés de cellule MCFC<br>In this work, we develop two major research routes related to molten carbonates. The first one is the molten carbonate fuel cell optimization, with two approaches: (i) cathode lifetime improvement through ultra-thin layers of metal oxides deposited by atomic layer deposition; (ii) Li-K and Li-Na electrolyte modification by Cs or Rb additions. The second one is dedicated to CO2 valorization through its electrochemical reduction in molten carbonate electrolytes, where we analyze CO2 reduction by means of chronopotentiometry and chronoamperometry. Finally, in order to test some of the component modifications described in the two first parts, we installed and adapted a single-cell setup coupled to gas chromatography. We obtained some significant results in all the approaches; concerning point (i), we found that TiO2 and CeO2 are suitable for cathode corrosion protection without affecting the electrochemical properties of the electrode and reducing almost by half the dissolution of Ni. The results obtained from point (ii) are also fruitful, since we established a method for comparing two different electrolytes and obtained the diffusion coefficients of the superoxides and carbon dioxide. We also compared the performance of the state-of-the-art NiO cathode in Cs and Rb modified electrolytes. From these studies, we found that Cs addition improves significantly the CO2 diffusion coefficient and reduces the charge transfer and total resistance at the electrode, being a promising additive. Regarding CO2 reduction, after all the tests performed, we found that the reaction involves adsorbed and instable species and occurs in two one-electron steps or in two-electron unique step; thus, it follows most probably a mechanism of simultaneous reduction of the adsorbed and dissolved species. Finally, we performed the first MCFC single-cell tests in our laboratory obtaining an acceptable cell performance and output power. However, small improvements are still necessary to be able to test MCFC modified components