Ce travail de thèse a pour but l’étude des effets de la contamination cationique sur lamembrane électrolyte afin d’élaborer des outils de caractérisation et de diagnostic de cette pollution.Premièrement, la caractérisation physico-chimique de membranes PFSA commerciales arévélé des paramètres pertinents de structure et de propriété, qui ont été étudiés en fonction de leurdépendance à la capacité d’échange ionique (IEC).Deuxièmement, les propriétés thermiques des membranes contaminées par des cations ontrévélé des changements dépendant fortement de l’acidité de Lewis du cation (LAS). Cette tendance aété corrélée à la nature de l’interaction des différents cations avec les groupements polaires de lachaîne polymère, révélée par FTIR.Enfin, l’influence du taux de pollution sur les différents paramètres thermiques et structurauxnous a permis de révéler ceux qui sont pertinents non seulement à l’identification mais aussi à laquantification de la pollution. Une application des courbes d’étalonnage a été réalisée sur desmembranes vieillies issues de systèmes réels après fonctionnement. / The purpose of this study was to experimentally determine the effects of cationiccontamination on PEMFC ionomers in order to elaborate characterization tools and new modes forpollution diagnosis.First, a large series of techniques were used to investigate the properties of commercial PFSAmembranes. Distinctive parameters concerning structure and properties were extracted as well as theirrelationship to ion exchange capacity (IEC).Second, the thermal properties of cation-contaminated membranes revealed changes that arehighly dependent on the Lewis Acid Strength of the cation (LAS). This trend was correlated with thenature of the interaction between the cations and the polar groups of the polymer chain, revealed byFTIR spectroscopy.Finally, the influence of the pollution level on the thermal and structural parameters allowedus to reveal not only the relevant parameters to the identification but also to the quantification ofpollution. An application of the different calibration curves was performed on aged membranescoming from real operating systems.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2011GRENI080 |
| Date | 05 July 2011 |
| Creators | Moukheiber, Eddy |
| Contributors | Grenoble, Flandin, Lionel |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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