Etude des performances électriques d’un électrolyte en multicouches à base de PVA
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Date
2022-06
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Publisher
UNIVERSITE MOHAMED BOUDIAF - M’SILA
Abstract
Ce travail de mémoire entre dans le cadre de la recherche d’une membrane bipolaire
solide à base d’alcool polyvinylique pour une éventuelle utilisation en tant qu’électrolyte
conducteur protonique dans les générateurs électrochimiques.
Deux types de membranesont été étudiés : les membranes mono-polaires tels que PVAH2SO4
et PVA-KOH et les membranes bipolaires KOH-PVA-H2SO4. Ces membranes ont été
caractérisées par différentes techniques à savoir : diffraction des rayons X, spectroscopie infra
rouge à transformer le Fourier et spectroscopie d’impédance électrochimique. La
solubilisation totale de ces additifs dans la matrice polymère a été montrée.
La conductivité de ces membranes augmente avec l’augmentation du taux : d'acide
(H2SO4) et de base (KOH), associé(s) au PVA aussi bien qu'avec l'augmentation de
l'hydratation de ces membranes. Les propriétés électriques des membranes mono-polaires sont
meilleures que celle du PVA néanmoins, leurs propriétés mécaniques se dégradent au delà de
30 wt.% en H2SO4 ou de 20 wt.% en KOH. Ainsi, la membrane bipolaires de composition
optimale (20 wt.%)KOH-PVA-H2SO4(30 wt.%) présente une conductivité protonique
relativement élevée qui est de l’ordre de 8 10-5 S cm-1 à HR = 100% et à température ambiante
avec une énergie d’activation de 20,07 kJ mol-1. Ceci en fait une membrane protonique très
prometteuse.
D’autre part, cette membrane bipolaire a été utilisée, entant qu’électrolyte protonique
dans un générateur Zn/MnO2 "tout solide", avec succès. En effet, une capacité de 6,9 Ah/kg et
une énergie spécifique de 11,8 Wh/kg ont été recueillies expérimentalement de ce système.
Ces premiers résultats sont encourageants. Ainsi, L’utilisation d’un anolyte fortement basique
(pH 14) et un catholyte très acide (pH 0) pourrait conduire à des cellules beaucoup plus
performantes surtout l’énergie électrique récupérée.