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Dissertations / Theses on the topic 'Charge transfers and SEI'
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Rabab, Houssam. "Modeling of sodium-ion batteries for on-board diagnosis of their states of charge and health." Electronic Thesis or Diss., Compiègne, 2024. http://www.theses.fr/2024COMP2809.
Full textAbstract:
La thèse présente un modèle basé sur la physique pour les cellules sodium-ion de type NVPF/HC. Le modèle tient compte des complexités de la modélisation de ces cellules, notamment à cause de leurs non-linéarités liées au courant, à la température et à l'état de charge (State of charge : SoC). La structure du modèle est un circuit équivalent amélioré par des concepts utilisés dans les modèles à particules uniques (Single particle model : SPM) pour former une structure ECM-SPe, adaptée aux diagnostics de SoC et d'état de santé (State of health : SoH). La structure ECM-SPe sépare les effets de la diffusion en phase solide et en phase liquide. Il est montré que la modélisation classique des effets de diffusion en phase solide par une impédance entraîne de nombreuses difficultés. En remplacement, une approche novatrice est proposée en utilisant des décalages en SoC de la tension en circuit ouvert (Open circuit voltage : OCV). Ces décalages sont en lien direct avec les phénomènes électrochimiques, ce qui permet la mise en place de modèles de non-linéarités physiques. La structure ECM-SPe caractérise divers phénomènes électrochimiques sous forme de contributions de tension : surtension ohmique ou statique (Vs), surtension de surface (Vsurf) qui comprend les surtensions des transferts de charge et de l'interphase solide-électrolyte (Solid-electrolyte interphase : SEI), surtension de diffusion en phase liquide (Vld) et la tension d'équilibre de surface (Surface equilibrium voltage : SEV). Des modèles analytiques pour les non-linéarités en courant, en température et en SoC sont proposés pour chaque contribution de tension. Ces modèles des non-linéarités sont basés sur des équations théoriques et empiriques pour caractériser les paramètres du modèle sans recours à des tables d'interpolation. Le modèle NVPF/HC est l'ensemble de la structure ECM-SPe avec les modèles des non-linéarités des contributions en tension. La thèse détaille les protocoles expérimentaux pour la détermination des paramètres, ce qui comprend des tests à courant constant, des créneaux de courant, et des spectroscopies d'impédance, réalisés sous divers courants, températures et SoC. La performance du modèle est validée par des comparaisons avec des données expérimentales, démontrant des résultats prometteurs. En plus, le modèle NVPF/HC peut servir comme un outil de diagnostic des transferts de charge et de la SEI en séparant leurs non-linéarités en courant, température et en SoC. Le modèle montre sa fiabilité pour estimer la tension de la cellule dans des applications à courant variable, avec de bonnes performances à des courants allant jusqu'à ±5C et des températures au-dessus de 5 °C. L'étude souligne également la nécessité de développer des tests de caractérisation distincts pour les contributions de diffusion solide et liquideThe thesis presents a physics-based model for sodium-ion cells of the NVPF/HC type. The model takes into account the complexities involved in modeling these cells, notably due to their nonlinearities in current, temperature and state of charge (SoC). The model structure is an equivalent circuit enhanced by concepts used in single particle models (SPM) to form an ECM-SPe structure, suitable for diagnosis of the SoC and the state nof health (SoH) of the cell. The ECM-SPe structure separates the effects of solid-phase and liquid-phase diffusion. It is shown that classical modeling of solid-phase diffusion effects by impedance leads to numerous difficulties. As a replacement, an innovative approach is proposed using shifts in SoC of the open circuit voltage (OCV). These shifts are directly related to electrochemical phenomena, enabling the implementation of physical nonlinearity models. The ECM-SPe structure characterizes various electrochemical phenomena as voltage contributions: ohmic or static overvoltage (Vs), surface overvoltage (Vsurf) which includes charge transfers and the solid electrolyte interphase (SEI) overvoltages, liquid phase diffusion overvoltage (Vld) and the surface equilibrium voltage (SEV). Analytical models for current, temperature and SoC nonlinearities are proposed for each voltage contribution. These nonlinearity models are based on physical and empirical equations to characterize the model parameters without the use of lookup tables. The NVPF/HC model consists of the ECM-SPe structure with the nonlinearity models for the voltage contributions. The PhD details experimental protocols for parameter determination, which include constant current tests, pulse tests, and impedance spectroscopies, performed under various currents, temperatures and SoC. The performance of the model is validated by comparisons with experimental data, demonstrating promising results. In addition, the NVPF/HC model can be used as a diagnostic tool for charge transfers and SEI by separating their nonlinearities in current, temperature and SoC. The NVPF/HC model shows its reliability for estimating the cell voltage in variablecurrent applications, with good performance at currents up to ±5C and temperatures above 5 ◦C. The study also highlights the need to develop distinct characterization tests for solid and liquid diffusion contributions
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Beltran, Carl Antony. "Charge transfers across liquid/liquid interfaces." Thesis, University of Liverpool, 1993. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.333568.
Full text
3
Sun, Xiao-Jing. "The extent and importance of single electron transfers in organic reactions." Diss., Georgia Institute of Technology, 1993. http://hdl.handle.net/1853/27981.
Full text
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Fortgang, Philippe. "La communication électronique au sein de nano-objets adsorbés." Paris 7, 2010. http://www.theses.fr/2010PA077199.
Full textAbstract:
Le travail présenté porte sur l'utilisation de l’électrochimie ultra-rapide pour caractériser le transfert d'électron dans divers nanoobjets adsorbés sur des électrodes d'or. Un premier chapitre présente et compare les moyens expérimentaux utilisés pour évaluer les performances des systèmes moléculaires. Dans un deuxième chapitre, nous décrivons une technique photolithographique que nous avons mise au point. Celle-ci permet d'effectuer des mesures fiables et reproductibles et représente une amélioration très nette par rapport aux études antérieures. Le troisième chapitre est consacré aux systèmes comportant plusieurs centres redox. La première molécule étudiée est une dyade porphyrine-C6o possédant des performances photovoltaiques importantes. La mesure des constantes de transfert d'électron nous permet d'anticiper une baisse d'efficacité du système adsorbé par rapport au même système en solution, et de donner quelques pistes pour améliorer. Ses performances. La deuxième molécule est un dendrimère comportant dix centres redox ferrocènes. Dans le quatrième, nous avons également voulu tester l'équivalence supposée entre des grandeurs obtenues d'une part via des mesures de jonctions cassées stationnaires formées par STM et celles obtenues par notre méthode transitoire. Cette approche originale démontre un accord qualitatif mais soulève également de nombreuses questions quant à la géométrie réelle de la jonction et au mécanisme de transport d'électrons, le nous avons pu visualiser le rappel effectué par la chaîne dendritique sur les centres redox. Le cinquième et dernier chapitre met en relief l'interdépendance entre mouvements moléculaires et réponse électrochimique pour un composé tetrathiofulvalene vinylogueThe presented work concerns the use of ultra-fast electrochemical technique to characterize the electron transfer in several adsorbed nano-objects on gold electrodes. The first chapter presents and compares the experimental procedures used to estimate the performance of these molecular Systems. In the second chapter, we describe a photolithographic technique which we have used in our System. This technique allows making reliable as well as reproducible measurements and represents a very clear improvement compared to previous studies, The third chapter is dedicated to Systems containing several redox centers. The first studied molecule is a dyade porphyrine-Cso possessing important photovoltaic properties. The measurement of the rate constant of the electron-transfer allows us to anticipate a decline of efficiency of the adsorbed system compared to the same System in solution, and to give some dues in order to improve its performances. The second molecule is a dendrimer containing ten ferrocene redox centers. Here, we were able to visualize the return made by the dendritic chain on the redox centers. In the fourth chapter, we also wanted to verify the assumed equivalence between the values obtained, on one hand, via the mechanical controlled broken junction (STM) technique, and on the other hand, with our passing method This original approach demonstrates in good agreement with theoretical studies but also raises of numerous questions concerning the real geometry of the junction and also the mechanism for the transport of electrons. The fifth and last chapter explores the interdependence between molecular movements and electrochemical answer for a vinylogous tetrathiofulvalene compound
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Raghibi, Mohamed. "Etude des processus limitant la puissance au sein des batteries Li-ion." Electronic Thesis or Diss., Université Grenoble Alpes, 2024. http://www.theses.fr/2024GRALI011.
Full textAbstract:
De nos jours, grâce à de nombreux avantages, notamment une haute densité d’énergie, une longue durée de vie, et un rendement élevé, les batteries Li-ion sont prédominantes pour alimenter les appareils électroniques comme les téléphones et ordinateurs portables. De plus, leur utilisation s’est élargie à grande échelle comme système de stockage d’énergie pour les véhicules électrifiés et les applications stationnaires. Néanmoins, pour répondre aux exigences du marché du transport électrique et étendre la pénétration des batteries au Li dans ce secteur, des améliorations sont nécessaires, notamment en termes de densité d’énergie, de sécurité, et de durée de vie. En plus du développement de matériaux actifs, plusieurs approches sont proposées et étudiées en vue d’augmenter l’autonomie des batteries. Parmi elles, une consiste à optimiser le design de l'électrode composite à savoir la porosité, le grammage, la composition et la microstructure. Cela revient à augmenter le ratio des matériaux actifs (épaisseur d’électrode positive et négative) par rapport aux autres composants inactifs à savoir les collecteurs de courant et le séparateur. Cependant, pour les électrodes fortement grammées la capacité de décharge devient limitée par le transport de charges au sein de l’électrode, notamment à fort courant, ce qui implique une forte diminution de la densité de puissance.Ce projet de thèse a pour but d’étudier la capacité restituée dans les batteries au Li en fonction du design de l’électrode, à savoir la formulation (microstructure), la composition chimique (nature des matériaux actifs), le grammage et la porosité, mais aussi la température de travail. Pour cela, deux matériaux d’électrode positive seront étudiés à savoir LiFePO4 (LFP) et LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2 (NMC 811), des électrodes à différents grammages (0.4 et 3.4 mAh.cm-2), et compositions, sont formulées et calandrées pour atteindre des porosités variées (20 à 50 %). La morphologie et la surface spécifique des matériaux actifs et des électrodes est investiguée via des analyses MEB, Granulométrique et BET. Ensuite, les performances en puissance de la batterie, capacité vs densité de courant, sont établies en utilisant un protocole de cyclage spécifique, permettant la détermination d’une densité de courant limite (Jlim) qui est relié au coefficient de diffusion effectif (Deff) correspondant au processus de transport limitant. En plus, la résistance de transfère de charge (Rct) en fonction de la stœchiométrie est aussi rapportée en couplant le GITT et l’EIS afin de capturer les processus physico-chimiques mis en jeu lors du fonctionnement de la batterie. Enfin, la corrélation entre le design de l’électrode, la température et les paramètres électrochimiques effectifs tel que le Deff, Jlim, and Rct seront discutésLi-ion batteries have become a necessity in human daily life as the most versatile, efficient and performing energy storage & conversion technology, they power our nomad electronic, cars and buffer the renewable intermittent energy sources. However, improvement of current battery systems is needed to meet the requirements of the transport sector in terms of energy density, safety, and cycle life. Besides the active materials, among the strategies to increase battery autonomy, one consists in optimizing the design parameters of the electrode such as the formulation, loading, microstructure, and porosity. The idea is simply to increase the ratio of active materials (negative and positive electrode thickness) to inactive components (separator, current collector…). However, by doing so, the output power density becomes strongly limited by the charge transport within the composite electrodes, notably at high current densities.In this PhD work, Li-battery capacity is investigated as a function of the current density with respect to electrode design parameters such as porosity, formulation, loading, and microstructure as well as temperature. For this purpose, LiFePO4 (LFP) and LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2 (NMC 811) based positive electrodes were formulated at different loadings (from 0.4 to 3.4 mAh.cm-2), compositions (Active material%, Carbon%, PVDF binder %), and calendered to reach different porosities (from 20 to 50 %). The microstructure and specific area of the active materials and the electrodes are fully characterized by SEM, Granulometry and BET. Then, the battery power performance, capacity as a function of discharge current, is fully captured and analyzed using a time-saving methodology which enables the determination of a limiting current density (Jlim) and the extraction of an effective diffusion coefficient (Deff) corresponding to the limiting transport process. In addition, the charge transfer resistance (Rct) as a function of the state of charge (SOC) is also reported by coupling GITT and EIS allowing to capture of the physico-chemical processes at stake during the battery cycling. Afterwards, the correlation between design parameters, the temperature and the effective electrochemical parameters such as Deff, Jlim, and Rct is discussed
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Hoshikawa, Toyohisa. "Evaluation of charge transfers and photoelectrochemical properties of dye-sensitized solar cells by impedance spectroscopy." 京都大学 (Kyoto University), 2006. http://hdl.handle.net/2433/144022.
Full textAbstract:
Kyoto University (京都大学)0048
新制・課程博士
博士(工学)
甲第12336号
工博第2665号
新制||工||1376(附属図書館)
24172
UT51-2006-J328
京都大学大学院工学研究科物質エネルギー化学専攻
(主査)教授 江口 浩一, 教授 垣内 隆, 助教授 井上 正志
学位規則第4条第1項該当
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Delacôte, Cyril Walcarius Alain. "Etudes électroanalytiques de processus de transfert de matière et de charge au sein de silices." [S.l.] : [s.n.], 2005. http://www.scd.uhp-nancy.fr/docnum/SCD_T_2005_0147_DELACOTE.pdf.
Full text
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Jaoui, Alexandre. "Charge and Entropy Transport in Dilute metals." Thesis, Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS151.
Full textAbstract:
Cette thèse traite la dichotomie entre transport électronique de charge et de chaleur ainsi que les propriétés de transport au-delà de la limite quantique dans les métaux dilués. D’abord, nous étudions deux semi-métaux, WP2 et Sb. La loi de Wiedemann-Franz (WF) y est satisfaite à basse température (T≈2K) mais violée à T≈15K. Cette déviation à température finie à la loi de WF résulte de la différence entre les préfacteurs des T2-résistivités. Dans un cadre boltzmannien, cette différence est associée à une abondance de collisions électroniques à petit angle. Cependant, l’exemple de l’3He liquide montre que des collisions fermioniques qui conservent le moment total conduisent à une T2-résistivité thermique. Une interprétation différente est alors possible dans WP2 et Sb : la possible existence d’un régime hydrodynamique des électrons. Pour Sb, le ratio entre les T2-préfacteurs des résistivités thermique et électrique évolue avec la taille du système. Cette découverte appuie le scénario hydrodynamique. Enfin, nous montrons l’existence de corrections hydrodynamiques dans la conductivité thermique due à un autre type de quasiparticules, les phonons. La seconde partie de cette thèse traite du destin de la mer de Fermi au-delà de la limite quantique (QL). Dans le semi-conducteur dopé InAs, nous rapportons l’existence d’un état isolant induit par le champ magnétique selon toutes les géométries de mesure. La comparaison avec la succession d’états induits par le champ dans graphite jusqu’à B=90T révèle que l’état fondamental d’un gaz d’électrons 3D au-delà de la QL n’est pas universel et dépend du système. Nos résultats suggèrent l’existence d’un état de surface conducteur dans InAsThis manuscript focuses on the electronic heat/charge transport dichotomy and the beyond-quantum-limit transport properties of dilute metals.In the first part, we report on a study of two semi-metals, WP2 and Sb. In both cases, we found that the Wiedemann-Franz (WF) law is recovered at low temperature (T ≈ 2 K), but not at T ≈ 15 K. We show that the finite-temperature deviation from the WF law is due to a mismatch between the prefactors of the T 2-resistivities. In the Boltzmann picture of transport, this difference is associated with abundant small-angle scattering among electrons. However, we argue that momentum-conserving fermionic collisions in normal-state liquid 3He also produce a thermal T2-resistivity. This opens the door for an alternative interpretation : the existence of a hydrodynamic regime of electrons in these semi-metals. In this scenario, the larger T2 thermal resistivity is due to momentum-conserving electronic collisions. In the case of Sb, the ratio of the two T2-prefactors evolves with sample size. This observation supports the hydrodynamic scenario. Finally, we find a large hydrodynamic correction in the phononic thermal conductivity. The second part deals with the fate of the Fermi sea in the quantum limit (QL). In the doped semi-conductor InAs, we observe a field-induced insulating state for all geometries of transport. The comparison with the succession of field-induced states in graphite up to B = 90 T reveals that the ground state of a 3D electron gas beyond the QL is system-dependent. The observation of a saturating resistivity accompanied by vanishing thermoelectric coefficients in InAs points to the existence of a conductive surface state
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Vernhet, Laura. "Transfert métallique lors des opérations de toilage à sec des aciers : effet des charges actives." Thesis, Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2015. http://www.theses.fr/2015ECDL0016.
Full textAbstract:
Dans les industries automobile et aéronautique, les opérations de finition des pièces métalliques sont souvent réalisées avec des bandes abrasives ; on parle alors de « toilage ». Lors des opérations de toilage à sec des aciers, les conditions à l’interface entre l’outil abrasif et la pièce métallique usinée sont très sévères en termes de pression et de température. Un transfert métallique, communément appelé « chargement métallique » est observé à la surface des grains abrasifs en céramique de la bande abrasive, entrainant une chute de ses performances de coupe. L’objectif de ce travail est de comprendre ce phénomène de chargement métallique et notamment de mettre en évidence les paramètres l’influençant. L’effet de la nature des grains, de la nature des aciers ou encore de la présence de charges actives dans la bande abrasive ont donc été étudié. Une étude a donc été réalisée à différentes échelles : à l’échelle globale du contact bande abrasive / métal sur un dispositif industriel de toilage, puis à l’échelle plus locale du contact entre la céramique (du grain abrasif) et du métal, grâce à un dispositif tribologique adapté. Des caractérisations physico-chimiques par XPS (X-Ray Photoelectron Spectroscopy) et TEM-EDX (Transmission Electron Microscopy couplée avec la spectroscopie Energy Dispersive X-ray) des bandes abrasives ont également été réalisées. L’influence des charges actives, produits fluorés ajoutés à la résine de la bande abrasive, sur l’adhésion du métal sur le grain céramique a ainsi été mise en évidence, notamment dans le cas de l’acier inoxydable 304 où le chargement métallique a été fortement limité. Les mécanismes d’action de ces charges actives sont ensuite discutésIn automotive and aeronautic industries, grinding operations can sometimes be done with abrasive belts. During dry metal grinding, conditions at the interface between the abrasive tool and the metal workpiece are very hard in terms of pressure and temperature. Metal transfer, known as “metal capping”, is observed at the surface of the abrasive ceramic grain inducing a drop in the cutting efficiency. The objective of this work is to understand this metal capping phenomenon and to highlight the parameters which have an influence on it. The effects of abrasive grain nature, metal nature or active filler presence in the abrasive belt are then studied. A study has been done at different scales: at the global scale of the abrasive belt / metal contact thanks to an industrial grinding test, and then at the more local scale of the contact between ceramic (from the abrasive grain) and metal, thanks to a suitable tribological device. Physicochemical characterizations by XPS (X-Ray Photoelectron Spectroscopy) and TEM-EDX (Transmission Electron Microscopy coupled with Energy Dispersive X-ray spectroscopy) were carried out on worn abrasive belts. The influence of the active fillers – fluorinated products added in the resin of the abrasive belt – on metal adhesion on the ceramic grain was then observed, especially in the case of the 304 stainless steel grinding where metal capping was significantly reduced. Action mechanisms of these active fillers were finally discussed
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Abrahams, Dhielnawaaz. "Charge Transfer and Capacitive Properties of Polyaniline/ Polyamide Thin Films." University of the Western Cape, 2018. http://hdl.handle.net/11394/6361.
Full textAbstract:
Magister Scientiae - MSc (Chemistry)Blending polymers together offers researchers the ability to create novel materials that have a combination of desired properties of the individual polymers for a variety of functions as well as improving specific properties. The behaviour of the resulting blended polymer or blend is determined by the interactions between the two polymers. The resultant synergy from blending an intrinsically conducting polymer like polyaniline (PANI), is that it possesses the electrical, electronic, magnetic and optical properties of a metal while retaining the poor mechanical properties, solubility and processibility commonly associated with a conventional polymer. Aromatic polyamic acid has outstanding thermal, mechanical, electrical, and solvent resistance properties that can overcome the poor mechanical properties and instability of the conventional conducting polymers, such as polyaniline.
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Newton, Thomas Lee. "Holocene sea-level changes in the Falkland Islands : new insights into accelerated sea-level rise in the 20th Century." Thesis, University of Plymouth, 2017. http://hdl.handle.net/10026.1/9650.
Full textAbstract:
This thesis investigates sea-level changes in order to test the hypothesis that the main contribution to early 20th century sea-level rise was Northern Hemisphere land-based ice melt. Multiproxy sea-level reconstructions were established for the Falkland Islands, a location where models suggest sea-level rise from Northern Hemisphere ice melt produces the largest signal. The Falklands reconstruction indicated sea levels in the early 20th century accelerated compared to the long-term rate, synchronous with accelerations observed globally. The magnitude of the acceleration in the Falklands reconstruction was greater than Northern Hemisphere rates, consistent with the spatial pattern from a Northern Hemisphere melt source, but likely less than in New Zealand and Australia. It is therefore not possible rule out other contributions to the observed sea-level acceleration. The Falklands reconstruction indicated a rapid sea-level jump around 8.4 ka BP, synchronous with a jump observed in the Northern Hemisphere, which has been attributed to the sudden drainage of Laurentide proglacial lake Agassiz-Ojibway associated with the 8.2 ka BP climatic downturn. A maximum estimate of 0.89 ± 0.22 m for this jump in the Falklands is considerably less than estimates from Northern Hemisphere records. This difference could indicate additional contributions from the Southern Hemisphere are being recorded in the Northern Hemisphere signal. This thesis also focused on developing testate amoebae as sea-level indicators. In the Falklands, testate amoebae transfer functions were able to reconstruct sea level with precision (±0.08 m) comparable to diatoms (±0.07 m). However, preservation issues were indicated in the fossil testate amoebae assemblages which limits their use as tools for sea-level reconstruction. In addition, contemporary distributions of salt-marsh testate amoebae were investigated over one annual cycle. Seasonal variations in the live assemblages were observed to be asynchronous between taxa. Variations in the death assemblages were also observed which were correlated with variations in the live assemblages. This observation suggests the commonly applied assumption in palaeoenvironmental studies that analysing the death population negates temporal bias is invalid. Further research is required to investigate the impact these observed variations have on reconstructive performance.
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Delacôte, Cyril. "Etudes électroanalytiques de processus de transfert de matière et de charge au sein de silices mésoporeuses organiquement modifiées." Nancy 1, 2005. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2005_0147_DELACOTE.pdf.
Full textAbstract:
La première partie de cette étude traite des interactions entre Hg(II) et des silices mésoporeuses à structure organisée, fonctionnalisées par des groupements thiol. L'influence du type de structure (hexagonale ou cubique), du mode de fonctionnalisation (co-condensation in situ ou greffage post-synthèse), du taux de fonctionnalisation et de la taille des pores sur la capacité de fixation des matériaux et la diffusion de Hg(II) dans les mésopores ont été examinés. L'utilisation de milieux de compositions variées (pH, cations métalliques potentiellement interférents) permet d'envisager des applications environnementales en extraction solide-liquide, ou bien dans le développement de capteurs ampérométriques de Hg(II). Dans une seconde partie, le comportement électrochimique de silices mésoporeuses fonctionnalisées par des groupements ferrocène a été étudié, les réactions de transfert électronique au sein de ces systèmes impliquant vraisemblablement un mécanisme par saut d'électronsThe first part of this study deals with the interactions between Hg(II) and mesoporous silicas displaying an organized structure and functionalized by thiol groups. The influence of the structure type (hexagonal or cubic), the way of functionalization (in situ co-condensation or post-synthesis grafting), the functionalization level and the pore size on the sorption capacities and Hg(II) transport rates were examined. The use of various composition media allows the development of some environmental applications, in solid-liquid extraction for instance, or in new amperometric sensors for Hg(II). In a second part, the electrochemical behaviour of mesoporous silicas functionalized by ferrocene groups was studied. The electron transfer reactions inside such systems imply probably a mechanism by electron hopping
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Ding, Xuesong. "Towards sequence stratigraphy 2.0: Dynamic topography, sea level change and sediment transfer from source to sink." Thesis, The University of Sydney, 2019. http://hdl.handle.net/2123/20665.
Full textAbstract:
Earth’s sedimentary successions are an archive of past climatic and tectonic events and sea level changes by recording the complex interactions between those processes across a wide range of time and space scales. Numerous efforts have been made to decipher this archive to obtain signatures of deep Earth dynamics (e.g. dynamic topography induced by mantle flow). However, it remains a challenge as the signals generated by dynamic topography are usually concealed by signals generated by plate tectonic processes. Sequence stratigraphy is an effective tool to analyse sedimentary units. Recently, quantitative stratigraphic analysis has been used to achieve more precise interpretations, which will likely advance the quantification of the role of controlling factors in shaping stratigraphic record. This thesis consists of two parts. The first part presents stratigraphic modelling using the surface process code pyBadlands and quantitative stratigraphic interpretations based on two well-established techniques: the trajectory analysis and the accommodation succession methods. This numerical framework contributes to the development of quantitative sequence stratigraphy which is an important component of “sequence stratigraphy 2.0”. The second part further investigates the large-scale and long-term drainage and sedimentary responses to dynamic topography. Our models predict distinct erosional and depositional landscapes, comparing with that induced by eustatic sea level changes, which provides insights into differentiating the geological signals induced by dynamic topography in tectonically-stable regions. The propagating wave of positive dynamic topography under a plateau produces a landscape that is comparable to southern Africa during Cretaceous times. The propagating wave of negative dynamic topography tilts the surface and generates depositional patterns similar to the continental interior of North America during Cretaceous times and South America during Miocene times.
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Maggio, Christopher Ross. "Estimations of lightning charge transfers in New Mexico thunderstorms and applications to lightning energy, thunderstorm generator currents, and above-cloud transient currents /." Full text available from ProQuest UM Digital Dissertations, 2007. http://0-proquest.umi.com.umiss.lib.olemiss.edu/pqdweb?index=0&did=1609152051&SrchMode=1&sid=1&Fmt=2&VInst=PROD&VType=PQD&RQT=309&VName=PQD&TS=1245341216&clientId=22256.
Full text
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Dellali, Emna. "Étude théorique et expérimentale des écoulements oscillants alternés d’un gaz au sein de micro et milli-régénérateurs de moteur Stirling." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2018. http://www.theses.fr/2018UBFCD023.
Full textAbstract:
Le présent travail concerne l’étude thermique et fluidique d’un régénérateur thermique de moteur Stirling aux échelles millimétrique et micrométrique. Il s’intègre dans le cadre du projet MISTIC (Micro Stirling Clusters) financé par l’ANR. Le régénérateur thermique étudié permet de limiter les apports en énergie externe au système en recyclant la quantité de chaleur rejetée pendant le cycle thermodynamique. La conception des structures miniatures du régénérateur a été conditionnée par le procédé de fabrication choisi.Les porosités étudiées varient entre ε = 0, 8 et 0, 9 pour un facteur de forme égal à F.F = 0, 3. A l’issue des simulations numériques et des essais expérimentaux réalisés sur les prototypes micrométrique et millimétrique du régénérateur, nous avons pu mettre en évidence respectivement l’effet de la porosité, de la course du piston, des fréquences d’écoulement et du gradient thermique imposé sur les performances thermofluidiques du régénérateur. Par ailleurs, des corrélations du coefficient de perte de charge ont été établies et confrontées à celles présentes dans la littérature. Nous avons également quantifié la puissance de pompage requise pour la circulation alternative du fluide pendant un cycle thermique qui s’est avérée tributaire de la porosité, de la course du piston ainsi que de la fréquence de l’écoulement. Le calcul des efficacités thermiques du régénérateur a été menée sur les deux phases d’accumulation et de restitution de l’énergie thermique au cours du cycle thermodynamique. Nous avons établi une diminution de l’efficacité thermique en fonction du nombre de Reynolds de l’écoulement sans pour autant obtenir de résultats concluants quant à l’effet de la porosité. Une estimation de la figure de mérite a montré une tendance globale croissante du rapport pertes de charges/transferts thermiques en fonction du nombre de Reynolds de l’écoulementThe present work presents a thermofluidic study of a Stirling engine regenerator both at the micro and millimeter scales within the framework of the MISTIC (Micro Stirling Clusters) project financed by the ANR. The studied thermal regenerator allows to limit external energy supply to the system by recycling the heat rejected during the thermodynamic cycle. It is composed of a staggered-pillars matrix crossed by an oscillatory gas flow. The design of the miniature structures of the regenerator was conditioned by the chosen manufacturing process. The micro-regenerator design was conditioned by the chosen manufacturing process. The investigated porosities vary between ε = 0.8 and 0.9 for a shape factor equal to F.F = 0.3. The numerical simulations and experimental results for both prototype scales highlight the effects of the porosity, the piston stroke, the gas flow frequencies and the thermal gradient on the regenerator thermofluidic performances. Besides, correlations of the pressure loss coefficient were established and confronted with those available in the literature. We also calculated the pumping power required during a thermal cycle which depends on the porosity, the piston stroke as well as the gas flow frequency. The calculation of thermal efficiencies of the regenerator was led on both phases of heat store and heat refund. We established a decrease of the thermal efficiency according to the number of Reynolds, no concluding results were obtained for the effect of the porosity. A rough estimation of the figure of merit showed an increase of the pressure drop to thermal heat loss ratio according to an increasing Reynolds number of the gas flow
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Hasselström, Linus. "The monetary value of marine environmental change." Doctoral thesis, KTH, Miljöstrategisk analys (fms), 2016. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-193727.
Full textAbstract:
The marine ecosystems are fundamental for human welfare. A number of current environmental pressures need attention, and the formulation of management strategies requires information from a variety of analytical dimensions. The linkage between environmental change and resulting implications for human welfare is one such dimension. This thesis presents studies on welfare implications from hypothetical future policies which improve the state of the marine environment. The method for these studies is economic valuation. The studied scenarios concern eutrophication in the Baltic Sea (including the Kattegat) and oil spill risk from shipping in the Lofoten-Vesterålen area in the Arctic Barents Sea. The thesis shows that the economic benefits from undertaking policies to improve or protect the marine environment in these cases are substantial and exceed the costs of taking measures. In addition to providing new monetary estimates, the thesis also provides new insights concerning 1) what type of scenario to use when valuing an environmental improvement and 2) whether there may exist trade-offs between precision in estimates and the level of ambition with respect to survey instrument complexity and econometric models when conducting valuation studies. The findings suggest an end of an era for studies in which the environmental change is unspecified or based on a single environmental indicator while the actual consequences of the suggested measures are more multifaceted. In contrast, relevant scenarios to study are well-specified and holistic. The thesis further reveals that it might not always be worth the effort to go for the most advanced scenario presentation or statistically best-fitting model specifications. This is something that needs to be further discussed among practitioners in order to allocate valuation resources wisely and not waste resources on unnecessarily elegant valuation studies.QC 20161011
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Leroy, Stéphanie. "Contrôle cationique des propriétés d'émission de luminescence au sein de dyades pyrène-2,2'-bipyridine : conception, synthèse, études spectroscopiques et théoriques." Bordeaux 1, 2002. http://www.theses.fr/2002BOR12541.
Full textAbstract:
Au cours de ce travail nous avons conçu et synthétisé une nouvelle famille d'oligomères conjugués photoactifs incorporant le chromophore pyrène et l'unité chélatante 2,2ʹ-bipyridine. Ces deux groupes sont assemblés de façon covalente aux extrémités d'un pont de type oligo(phénylène vinylène)ou oligo(phénylène éthynylène). L'étude photophysique de ces ligands montre combien la complexation d'un ion métallique, par un système π conjugué, représente une approche très flexible pour en moduler les propriétés optiques. Selon la nature du métal utilisé, il est possible de favoriser sélectivement la population d'états excités de nature et de multiplicité différentes. Notamment, la chélation de métaux lourds, comme le ruthénium(II), offre la possibilité d'accéder aux états triplets et d'en exploiter la richesse de propriétés.
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Lauginie, Pierre. "Statut de l'électron de conduction dans les composés d'intercalation graphite-métal alcalin : le dit de la résonance magnétique." Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112416.
Full textAbstract:
La structure électronique des métaux synthétiques lamellaires obtenus par intercalation d'alcalins dans le graphite est l'objet de ce mémoire; synthèse des apports mutuellement complémentaires de la résonance magnétique des trois espèces paramagnétiques pressentes (électron de conduction, noyau alcalin et noyau 13-c), il en analyse la portée et les limites. La transformation (semi-métal)-(métal) provoquée par l'intercalation est bien mise en évidence (rpe, rmn de 13-c); des aspects bi- mais aussi tri-dimensionnels se manifestent, particulièrement en premier stade (composés les plus riches). Des paramètres de transport sont estimés (rpe). En relation avec la rpe, certaines particularités de la diffusion des porteurs en milieu anisotrope sont précisées; un temps de relaxation tensoriel pour le mouvement des porteurs est introduit et les conditions dans lesquelles ce tenseur est symétrique sont établies. L'inhomogénéité de la répartition des charges dans les stades élevés (composés dilués) est mise en évidence par la rmn de 13-c. Les champs hyper fins dipolaires et de contact (indirect) ainsi que le terme orbital (local) d'un état pi sont séparés. A cet effet, le choix raisonné d'une référence carbone et l'étude d'un échantillon de graphite pur à champ démagnétisant homogène (sphère) ont été déterminants. Le lien avec la susceptibilité orbitale est discute. La présence de l'électron de Fermi au voisinage, et au contact du noyau alcalin est clairement attestée en premier stade (rpe, rmn); un caractère s-alcalin est estimé à 0,05 à 0,15 selon l'intercalant. Les stades supérieurs s'accordent mieux à un transfert de charge quasi-total. Les corrélations électroniques paraissent négligeables. Des informations structurales sont obtenues. La confrontation des résultats aux modèles de bandes montre que, soigneusement examinés, ces derniers paraissent moins se contredire que se compléter et sont compatibles.
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Roustan, Hervé. "Modélisation des transferts couples de charge et de chaleur dans un électrolyseur industriel de production de fluor." Grenoble INPG, 1998. http://www.theses.fr/1998INPG0079.
Full textAbstract:
Ce travail décrit la conception du modèle numérique du comportement électrique et thermique des cellules industrielles d'électrolyse du fluor de la société comurhex. Le but de cette étude est de déterminer les vecteurs densité de courant, le potentiel électrique et les isothermes dans l'électrolyseur. La modélisation a été conduite pas à pas dans le but de séparer les difficultés. En premier lieu, un modèle électrique de l'électrolyseur a été élaboré. Pour sa mise au point, il a été nécessaire de surmonter de nombreuses difficultés. En particulier, le traitement de la discontinuité du potentiel à travers les interfaces anode/bain, à cause des surtensions a été une grosse difficulté. Ensuite, un nouveau modèle couplant les équations d'électricité et de thermique (en conduction uniquement) a été construit. Cependant, ce modèle n'était pas satisfaisant car il négligeait les phénomènes de convection qui sont prépondérants dans le transfert thermique au sein de la cellule. C'est pourquoi, un dernier modèle incluant les précédentes équations et celles de Navier-stokes a été créé. Ce modèle prend en compte le dégagement gazeux aux électrodes. Ce dernier modèle donne de très bons résultats et tout particulièrement en ce qui concerne le transfert thermique. Ce modèle est un outil très utile pour la compréhension du comportement de la cellule. C'est un outil performant pour l'optimisation de l'électrolyseur ou pour la conception d'une nouvelle cellule
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Elliott, E. "Holocene sea-level change at the Steart Peninsula, Somerset : development and application of a multi-proxy sea-level transfer function for the Severn Estuary region." Thesis, University of the West of England, Bristol, 2015. http://eprints.uwe.ac.uk/26508/.
Full textAbstract:
This thesis presents a multi-proxy reconstruction of Holocene sea-level change at the Steart Peninsula in Bridgwater Bay, Somerset. Single- and multi-proxy transfer functions were developed from diatom and foraminifera training data from two sites on the Severn Estuary coast. Constrained and partial constrained ordination estimated that 5.5% of the intertidal diatom variation and 11.4% of the intertidal foraminifera variation in the training sets was explained independently by elevation within the tidal frame. Foraminifera provided more favourable transfer function prediction statistics but were low in abundance in parts of the intertidal zone, resulting in a smaller than optimal training set. The preferred transfer function combined diatom and foraminifera data to optimise prediction statistics and intertidal coverage. An 11.22m fossil core was retrieved from the Steart Peninsula for stratigraphic and micropalaeontological analyses. Analogue matching revealed that combining the two proxies increased the number of fossil samples with good or fair modern analogues in relation to the single proxies separately. The preferred multi-proxy transfer function was applied to the fossil micropalaeontological data. The sediment stratigraphy, biostratigraphy and transfer function-based estimates indicated an overall rise in relative sea-level of about 13m between 7,582-7,345 and 1,804-1,690 cal. years before present (cal. yr BP), beginning with an initial rapid phase of sea-level rise and silty clay deposition in a minerogenic saltmarsh environment. Between 6,188-6,007 and 3,942-3,759 cal. years BP three main fluctuations in marine influence occurred, allowing organic upper saltmarsh conditions to develop periodically, but the data scatter and large vertical error bars prevent a detailed interpretation of absolute sea-level change. Diatoms and foraminifera were sparse or absent between 4,053-3,869 and 1,927-1,806 cal. years BP. Finally, foraminifera assemblages indicated a possible tidal flat environment and increase in marine influence between 1,927-1,806 and 1,682-1,619 cal. years BP. This research concludes that multi-proxy methods have the potential to improve the accuracy and precision of relative sea-level reconstruction in an extremely macrotidal setting such as that of the Severn Estuary, but that a number of issues such as sediment autocompaction and possible Holocene tidal range changes need to be quantified in order for the broad sea-level history presented to be constrained further.
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Albrecht, Antoine. "Étude numérique des transferts dynamiques et thermiques au sein d'un mélange turbulent gaz-goutte-particule : application à la zone d'injection de charge d'un réacteur à lit fluidisé de FCC." Toulouse, INPT, 2001. http://www.theses.fr/2001INPT026H.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est d'améliorer la compréhension et la modélisation Eulerienne de l'écoulement turbulent triphasique gaz-goutte-particule qui siège dans la zone d'injection de charge d'un réacteur à lit fluidisé de FCC. Deux types de calcul numérique sont réalisés : une méthode Euler-Euler moyennées (résolution des équations Euleriennes moyennées) et une méthode Euler-Lagrange directe (suivi Lagrangien des inclusions et résolution directe de la phase porteuse). L'approche Euler-Euler retenue met en œuvre une adaptation à l'écoulement triphasique considéré des équations moyennées du modèle à deux fluides avec transfert de masse et de chaleur. Appliquée à la simulation [], elle a permis une étude qualitative de l'écoulement dans le riser et une caractérisation plus fine des mécanismes de transfert gaz-goutte-particule []Une étude des couplages dans cette zone et une validation de l'adaptation du modèle à deux fluides utilisée ont ensuite été entreprises par expérimentation numérique. Ce type de simulation utilise une approche Euler-Lagrange [] et effectue un suivi [] avec une approximation du type "point-force" pour les transferts gaz-inclusions. Basée sur une série de simulations diphasiques gaz-goutte, une étude de sensibilité à différents facteurs tels que le couplage inverse dynamique, le glissement moyen ou la variance initiale de température du gaz, a préalablement été menée afin d'en permettre une meilleure compréhension. Des calculs d'une configuration locale gaz-goutte-particule définie à partir de la simulation moyenne ont ensuite été réalisés. Ils ont permis une caractérisation plus précise de l'écoulement local et la validation a priori d'hypothèses adoptées pour la simulation moyennée telles que l'équilibre dynamique local gaz-goutte ou le caractère négligeable des tranferts thermiques par collision particule-goutte. [] Une analyse plus poussée a été entreprise pour l'équation de variance de température des inclusions dont le modèle de fermeture standard devient inefficace en présence d'un glissement moyen inter-phase important ou d'une variance de température du gaz insuffisante. Une première correction de ce modèle a été proposée et testée a priori et a posteriori.
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Louriou, Clément. "Modélisation instationnaire des transferts de masse et de chaleur au sein des évaporateurs capillaires." Thesis, Toulouse, INPT, 2010. http://www.theses.fr/2010INPT0083/document.
Full textAbstract:
Dans ce travail, nous nous intéressons à la dynamique de croissance d'une poche de vapeur par vaporisation en milieu poreux, en relation avec l'analyse des transferts couplés de masse et de chaleur dans les mèches poreuses des boucles fluides diphasiques à pompage capillaire. Nous proposons un modèle pour les régimes transitoires, régimes encore très mal compris en dépit de leur grande importance pratique (phase de démarrage, variations de puissance, etc.). Une approche de type "réseau de pores" est adoptée et permet de prédire la distribution des phases à l'échelle de l'espace des pores. Dans une étape préliminaire, une étude spécifique de drainage (déplacement d'un fluide mouillant par un fluide non mouillant) par pressurisation du fluide envahisseur est abordée. Cette étape, nécessaire au développement et au test d'un algorithme de croissance de poche de gaz, permet de valider le modèle hydrodynamique quantitativement par une étude expérimentale dédiée. Il est mis en évidence le rôle des films liquides et de la compressibilité du gaz. Le modèle est ensuite complété par l'ajout des transferts thermiques et du changement de phase. Ici encore, une étude expérimentale dédiée est proposée, afin de valider l'outil numérique mis en place. Enfin, un ultime ajout au modèle permet de prendre en compte les phénomènes particuliers liés à l'imbibition (déplacement d'un fluide non mouillant par un fluide mouillant). Des résultats statistiques concernant la réponse dynamique d'une poche de vapeur à l'application d'une densité de puissance sont présentés, ainsi que certaines situations oscillantes dans la mèche poreuse. Nous finissons par discuter de l'influence du re-mouillage de la mèche poreuse, phénomène qui entraîne une hystérésis significativeWe study the dynamic of a vapour pocket growing by vaporisation in a porous medium, in relation with the analysis of coupled heat and mass transfers in the porous wick of loop heat pipes (LHP). We propose a model for transient modes, which are still poorly understood in spite of their importance (start-ups, power transitions, etc.). This work is based on a pore network approach enabling us to predict the phase distribution at the pore space scale. In a preliminary step, a study of drainage (displacement of a wetting fluid by a non wetting one) by pressurisation of the invading fluid is performed. This step is necessary for the development and the test of the vapour pocket growing algorithm. A quantitative validation of the hydro-dynamical model is obtained thanks to a dedicated experimental study. The influence of liquid films as well as gas compressibility is investigated. Our model is then improved to deal with heat transfer and phase change. Again, a dedicated experimental study is performed in order to validate the numerical tool. The model is finally improved a last time to deal with the effects due to imbibition mechanisms (displacement of a non wetting fluid by a wetting one). Statistical results concerning the dynamic response of a vapour pocket to the application of a power density are presented, andsome specific oscillating situations in the wick are identified. We finish discussing the influence of the re- etting of the porous wick, a phenomenon which induces a significant hysteresis effect
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Molina, Carole. "Influence de la pulsation liquide sur les phénomènes de transfert de charge et de matière au sein d'une électrode poreuse percolée : application à la récupération de cadmium sur des particules de carbone." Toulouse, INPT, 1991. http://www.theses.fr/1991INPT031G.
Full textAbstract:
Ce document est consacre a l'etude des phenomenes de transferts intervenant au sein d'une electrode poreuse percolee pulsee. Il s'agit de caracteriser l'influence de la pulsation liquide sur le comportement d'une matrice granulaire periodiquement dissociee, dont l'etat evolue au cours de l'electrodeposition metallique. L'etude experimentale est placee dans le cadre de la recuperation de cadmium dans les effluents de galvanoplastie sur des particules initialement en carbone. L'auteur adoptant le modele classique des electrodes poreuses percolees, resout les equations de bilan de charge et de matiere dans l'hypothese ou la concentration en espece electroactive est constante et egale a la concentration de sortie. Il definit un coefficient de transfert de charge de la phase solide, fonction des proprietes intrinseques de la matrice granulaire et des conditions hydrodynamiques et pulsatoires de fonctionnement du reacteur. L'evolution des coefficients de transfert de charge et de transfert de matiere, identifies par comparaison entre les profils theoriques et experimentaux de potentiel solide et liquide, est etablie en fonction des parametres de pulsation et de la quantite de cadmium depose sur le support cathodique. Les explications proposees des phenomenes sont basees sur les effets de tassement et de dissociation des particules liees a la valeur de la vitesse instantanee du fluide percolant. Ces travaux ont permis l'elaboration d'un pilote industriel dont les caracteristiques et les performances au sein d'un atelier de galvanoplastie sont presentees dans le dernier chapitre de ce memoire
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Gégot, Frédéric. "Mesures de la distribution des charges par effet Pockels en surface d'un diélectrique au sein d'une décharge à barrières diélectriques." Toulouse 3, 2007. http://www.theses.fr/2007TOU30120.
Full text
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Wasem, Klein Felipe. "Photoactive polymer – carbon nanotubes hybrid nanostructures." Thesis, Strasbourg, 2021. http://www.theses.fr/2021STRAE004.
Full textAbstract:
L’objectif de cette thèse est la préparation de matériaux hybrides polymères conjugués (P3HT et un copolymère dérivé) - nanotubes de carbone, ainsi que leur caractérisation par des méthodes spectroscopiques et par microscopie électronique. Des nanohybrides non-covalents sont obtenus par la sonication des deux composants dans le THF. L’interaction entre ces composants entraîne l’enroulement du polymère autour des nanotubes ainsi que la formation d'agrégats de polymère sur leur surface. L’effet de différents paramètres, tels que la masse molaire du polymère, ont été étudiés. Des nanohybrides covalents sont obtenus en utilisant un copolymère portant une aniline au bout de la chaîne alkyle. Les spectroscopies optique et Raman suggèrent un faible taux de fonctionnalisation ainsi qu’une conformation plus désordonnée des chaînes de polymères par rapport aux nanohybrides non-covalents. Des études préliminaires montrent que le copolymère peut fonctionnaliser aussi des dispositifs à base de nanotubes de carbone. Le bas taux de fonctionnalisation ne permet pas de conclure sur la modification des propriétés électroniques, mais les défauts induits permettent l’observation d’un photocourantThe objective of this thesis is the preparation of conjugated polymers (P3HT and a derivated copolymer) – carbon nanotubes hybrid materials and their characterization through different spectroscopies and transmission electron microscopy. Non-covalent nanohybrids can be obtained by sonicating both components together in THF. The interaction between both components leads to the wrapping of the polymer around the carbon nanotubes as well as the formation of polymer aggregates on the surface of the nanotubes. The effect of different parameters such as the polymer chain length are described. Covalent nanohybrids can be obtained using a specially designed copolymer bearing an aniline at the end of its side chain. Optical and Raman spectroscopies indicate a low level of functionalization, and suggest that the polymer chains are in a more disordered state compared to non-covalent nanohybrids. Preliminary studies show that the obtained copolymer can be used for functionalizing carbon nanotube based devices. Modification of electrical properties of the devices were small and compatible with the low functionalization degree, but the induced defects allow observation of a photocurrent
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Oropeza, Guzman Mercedes Teresita. "Modèle de ségrégation et de circulation des particules au sein d'une électrode poreuse percolée pulsée axiale : récupération de cuivre en milieu acide sulfurique." Toulouse, INPT, 1994. http://www.theses.fr/1994INPT046G.
Full textAbstract:
La revalorisation des metaux contenus dans des solutions en faible concentration, est une, parmi les nombreuses applications des electrodes volumiques dites, electrodes poreuses percolees pulsees. Ce type d'electrodes volumiques est constitue d'un lit poreux de granules, dont la taille et la masse volumique presentent une variation constante au cours du temps soit d'une electrolyse, soit d'une dissolution metallique. Avec une configuration axiale, les changements apparaissent surtout en haut du lit. Concernant l'hydrodynamique du systeme, l'ecoulement pulse percolant l'electrode contribue d'un cote, aux ameliorations du transfert de masse et de charge et d'un autre cote, a la segregation et a la circulation des granules. Les principes du modele, ici propose, sont bases premierement, sur l'existence de deux etats de l'electrode poreuse percolee par cet ecoulement pulse: un etat fixe pendant lequel le lit travaille electrochimiquement et un etat fluidise durant lequel il ne travaille pas, mais au cours duquel la circulation de particules dans la colonne est possible. Deuxiemement, une discretisation de la polarisation de l'electrode est proposee, par la definition du concept d'epaisseur active ; et finalement, la discretisation du lit poreux en n couches, toutes, de memes caracteristiques et susceptibles de changer de position lors de l'etat fluidise. Le modele developpe est inspire des theories mecaniques utilisees pour les lits fluidises solide-liquide. Enfin, un mecanisme appele la couche mobile est propose pour decrire la circulation des particules dans le lit
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Guérin, David. "Modulation des propriétés rédox du donneur π dithiadiazafulvalène appliquée à la formation de matériaux moléculaires." Rennes 1, 2001. http://www.theses.fr/2001REN10058.
Full textAbstract:
Nous présentons dans ce mémoire la synthèse de nouveaux dithiadiazafulvalènes et analogues conjugués, leur caractérisation électrochimique, ainsi que la préparation et l'étude physico-chimique de plusieurs sels par transfert de charge. Nous montrons qu'il est possible de moduler de façon importante les propriétés redox de ces excellents donneurs d'électrons en apportant trois grandes modifications structurales au motif DTDAF. Tout d'abord, l'introduction d'un pont éthylène de faible encombrement stérique reliant les deux atomes d'azote des cycles thiazoles permet d'éviter tout changement conformationnel entre l'état neutre et l'état oxydé du donneur. Cette contrainte structurale renforce la stabilité du cation radical du DTDAF. Les DTDAF N,N'-éthylène pontés sont préparés sous atmosphère inerte, par voie chimique ou électrochimique et détectés in situ par voltammétrie cyclique. Nous présentons un sel par transfert de charge dans lequel le donneur, associé au TCNQ, est dicationique. La présence d'un site de complexation sur l'unité redox DTDAF, permet d'accéder à des ligands électroactifs originaux dont les potentiels d'oxydations peuvent être modulés en présence de cations métalliques. Nous mettons en évidence une légère affinité des DTDAF N,N'-éther pontés pour le cation Li+. L'insertion d'un espaceur conjugué azoté entre les deux cycles thiazoles est la troisième modification structurale apportée au DTDAF. Plusieurs azino-DTDAF monomères et dimères sont synthétisés. La présence de la chaîne azotée diminue fortement le caractère donneur des DTDAF mais stabilise considérablement les espèces radicalaires. L'étude électrochimique révèle de fortes interactions entre unités redox dans le cas de certains dimères. Nous décrivons la préparation et l'étude physico-chimique de trois sels par transfert de charge. Dans le complexe (azino-DTDAF)(TCNQ), le donneur est à l'état cation radical.
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Baranov, Alexeï. "Apport de la spectroscopie Mössbauer à l'étude des phénomènes électroniques et structuraux au sein de réseaux oxygénés renfermant un élément de transition à un degré d'oxydation élevé." Bordeaux 1, 2007. http://www.theses.fr/2007BOR13449.
Full textAbstract:
Le dopage (1% atomique) par une sonde Mössbauer (57Fe) a permis –au sein de réseaux oxygénés dérivés de la structure perovskite renfermant le nickel trivalent (RNiO3 : R=terre rare ou Tl), le cuivre trivalent (LaCuO3, SrCuO4, La2Li0. 50Cu0. 50O4) et la valence mixte III/IV du manganèse (CaMn7O12)- de mettre en évidence divers phénomènes électroniques (ordre orbitalaire, transition métal-isolant, dismutation) et structuraux. La spectroscopie Mössbauer conduit à préciser divers paramètres caractérisant l’environnement local de la sonde et apporte ainsi une approche nouvelle par rapport aux techniques basées sur les interactions à longue distance (techniques de diffraction notamment)This thesis is devoted to the study of electronic phenomena, structural and magnetic transitions through Mössbauer Spectroscopy using 57Fe as local probe (1 to 2% at. ). Three different matrixes have been selected: (i) the nickelates TNiO3 with the perovskite structure (T=rare-earth, Y, Tl), (ii) the copper 3+ oxides: LaCuO3 with the perovskite structure, SrLaCuO4 and La2Li0. 50Cu0. 50O4 with the K2NiF4-type structure, (iii) the oxide CaMn7O12 with a structure derived from the perovskite (CaMn )(Mn Mn4+)O12 where a Jahn-Teller cation (Mn3+) can occupy the A site. Mössbauer spectroscopy has allowed to underline the following electronic and structural phenomena: (i) for the TNiO3 matrixesthe insulationmetal transition, the disproportionation, the magnetic ordering involving two Ni3+ electronic configurations; (ii) for the Cu3+ Oxides: the charge transfert Cu3+ O Cu2+ OL; (iii) in the case of CaMn7O12 matrix two phenomena: a second order structural transition (rhomboedral cubic) (387T455 K), a second order magnetic transition close to 90 K
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Clolus, Elisabeth. "Étude photoélectrochimique de couches minces semiconductrices polycristallines de Cu(In,Ga)Se2 en milieu aqueux." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066061.
Full text
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Ibraikulov, Olzhas. "Bulk heterojunction solar cells based on low band-gap copolymers and soluble fullerene derivatives." Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAD046/document.
Full textAbstract:
La structure chimique des semiconducteurs organiques utilisés dans les cellules photovoltaïques à base d’hétérojonction en volume peut fortement influencer les performances du dispositif final. Pour cette raison, une meilleure compréhension des relations structure-propriétés demeure cruciale pour l’amélioration des performances. Dans ce contexte, cette thèse fait état d'études approfondies du transport des charges, de la morphologie et des propriétés photovoltaïques sur de nouveaux copolymères à faible bande interdite. En premier lieu, l'impact de la position des chaînes alkyles sur les propriétés opto-électroniques et morphologiques a été étudié sur une famille de polymères. Les mesures du transport de charges ont montré que la planéité du squelette du copolymère influe sur l’évolution de la mobilité des charges avec la concentration de porteurs libres. Ce comportement suggère que le désordre énergétique électronique est fortement impacté par les angles de torsion intramoléculaire le long de la chaîne conjuguée. Un second copolymère à base d'unités accepteur de [2,1,3] thiadiazole pyridique, dont les niveaux d’énergie des orbitales frontières sont optimales pour l’application photovoltaïque, a ensuite été étudié. Les performances obtenues en cellule photovoltaïque sont très inférieures aux attentes. Des analyses de la morphologie et du transport de charge ont révélé que l’orientation des lamelles cristallines est défavorable au transport perpendiculaire au film organique et empêche ainsi une bonne extraction des charges photo-générées. Enfin, les propriétés opto-électroniques et photovoltaïques de copolymères fluorés ont été étudiées. Dans ce cas, les atomes de fluor favorisent la formation de lamelles orientées favorablement pour le transport. Ces bonnes propriétés nous ont permis d'atteindre un rendement de conversion de puissance de 9,8% avec une simple hétérojonction polymère:fullerèneThe chemical structure of organic semiconductors that are utilized in bulk heterojunction photovoltaic cells may strongly influence the final device performances. Thus, better understanding the structure-property relationships still remains a major task towards high efficiency. Within this framework, this thesis reports in-depth material investigations including charge transport, morphology and photovoltaic studies on various novel low band-gap copolymers. First, the impact of alkyl side chains on the opto-electronic and morphological properties has been studied on a series of polymers. Detailed charge transport investigations showed that a planar conjugated polymer backbone leads to a weak dependence of the charge carrier mobility on the carrier concentration. This observation points out that the intra-molecular torsion angle contributes significantly to the electronic energy disorder. Solar cells using another novel copolymer based on pyridal[2,1,3]thiadiazole acceptor unit have been studied in detail next. Despite the almost ideal frontier molecular orbital energy levels, this copolymer did not perform in solar cells as good as expected. A combined investigation of the thin film microstructure and transport properties showed that the polymers self-assemble into a lamellar structure with polymer chains being oriented preferentially “edge-on”, thus hindering the out-of-plane hole transport and leading to poor charge extraction. Finally, the impact of fluorine atoms in fluorinated polymers on the opto-electronic and photovoltaic properties has been investigated. In this case, the presence of both flat-lying and standing lamellae enabled efficient charge transport in all three directions. As a consequence, good charge extraction was possible and allowed us to achieve a maximum power conversion efficiency of 9.8%
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Delfour, Laure. "Simulation d'un supercondensateur à l'échelle atomique." Thesis, Aix-Marseille 2, 2011. http://www.theses.fr/2011AIX22042/document.
Full textAbstract:
Les supercondensateurs sont des systèmes de stockage et de conversion de l'énergie électrochimique dont les densités de puissance et d'énergie sont supérieures à celles des batteries et des condensateurs diélectriques. L’optimisation de leurs performances requiert l’utilisation de matériaux d’électrode à grande surface spécifique tels que les carbones poreux. En particulier, il est possible d’obtenir des systèmes microporeux de porosité prédéterminée par la synthèse de répliques carbonées de zéolithes. Simuler un supercondensateur à l’échelle atomique permettrait de guider le choix des matériaux le composant. Nous avons étudié un système modèle comprenant deux électrodes en réplique carbonée de zéolithe Faujasite ainsi que d’un électrolyte représenté par un système de sphères chargées. Des calculs en Liaisons Fortes de la structure électronique de la matrice carbonée fournissent la distribution de charge dans les électrodes. L’adsorption des ions dans la porosité est étudiée via des simulations Monte Carlo, dans lesquelles les interactions entre ions sont traitées par l’intermédiaire de la méthode de la sommation d’Ewald pour la partie électrostatique, et par un potentiel de Lennard-Jones pour la partie chimique. Les charges sont redistribuées de façon auto-cohérente au cours de la simulation, et la matrice poreuse est relaxée sous l’influence de l’électrolyte. Nous avons pu ainsi mettre en évidence la façon dont les différents éléments (ions, atomes de carbone), et donc la charge, se répartissent à l’interface entre électrode et électrolyteElectric double-layer capacitors, also known as supercapacitors, are electrochemical capacitors that have an unusually high energy density compared to that of usual high-capacity electrolytic ones. Being generally admitted that storage density is improved through the use of a nanoporous materials, a good way to optimize supercapacitors, which require carbon materials, is to synthesise carbon replica with predetermined porosity from microporous materials such as zeolites. Modeling such supercapacitors at the atomic scale should help with the choice of its components. Our model system has both electrodes in zeolite carbon replica C-FAU, and has hard charged spheres as its electrolyte. Tight-binding calculations of the electronic structure of the carbon template give the charge distribution in the electrodes, while the absorption of the ions into the pores is studied through Monte Carlo simulations, in which the interactions between the ions are treated using Ewald summations for coulombic interactions and a Lennard-Jones short-range potential for chemical interactions. Relaxation of the electrodes under the influence of the electrolyte has been tested as well. This shows how charge and matter locate themselves at the electrode/electrolyte interface
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Opoku-Agyeman, Bernice. "Complexities in Nonadiabatic Dynamics of Small Molecular Anions." The Ohio State University, 2018. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1503094708588515.
Full text
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Maltey, Fanton Isabelle. "Hyperpolarisabité de premier ordre de molécules organiques : complexes organoméetalliques, photochromes, molécules en lambda." Cachan, Ecole normale supérieure, 1997. http://www.theses.fr/1997DENS0016.
Full textAbstract:
Nous avons déterminé l'hyper polarisabilité de premier ordre, de nouvelles molécules organiques : des molécules organométalliques chirales, des systèmes photochromes et des molécules a transfert de charge bidimensionnel (molécules en). Nous avons tout d'abord réalisé le montage de génération de second harmonique induite par un champ électrique (efishg) afin de mesurer en solution la projection sur le moment dipolaire permanent de l'hyper polarisabilité vectorielle a 1,064 m et a 1,907 m. L'analyse de l'amplitude et de la valeur moyenne du signal de second harmonique permet de tenir compte de l'absorption du second harmonique généré lorsque celle-ci n'est pas négligeable. Ces résultats expérimentaux ont été compares a ceux obtenus par des calculs semi-empiriques, bases sur la méthode <<<>am1<>>>, combines a la méthode <<<>champ fini<>>>. Après optimisation de la géométrie, nous avons déterminé les différents termes du tenseur d'hyper polarisabilité à fréquence nulle des molécules dans le vide. Nous nous sommes intéressés a des dérivés du ferrocène possédant une forte hyper polarisabilité. Différentes substitutions ont permis de rendre ces composes chiraux tout en conservant leurs propriétés moléculaires non-linéaires. En raison de la chiralité, la maille cristalline de ces molécules ne possède donc pas de centre d'inversion. Nous avons ensuite étudié des composes de deux familles de photochromes, les fulgides et les diaryléthènes. L'absence de retour thermique de la forme colorée vers la forme de départ et la bonne résistance à la photo dégradation rendent ces molécules intéressantes pour le stockage de l'information. Nous avons recherche des isomères photochimiques ayant des hyper polarisabilités moléculaires différentes et un taux de conversion photo induit réversible important. Les molécules en l possèdent deux axes de transfert de charge. Le terme prépondérant dans le tenseur d'hyper polarisabilité n'est pas le terme diagonal. En modélisant les molécules en l par deux ressorts non-linéaires couples, nous avons obtenu des relations entre les différents termes de ce tenseur et démontre le couplage entre les deux ressorts. Nous avons également mis en évidence que la structure moléculaire en favorise un assemblage cristallin sans centre d'inversion.
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Fall, Sadiara. "Etude du transport de charges dans les polymères semi-conducteurs à faible bande interdite et de son impact sur les performances photovoltaïques." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00975750.
Full textAbstract:
Le transport de charges dans une série de copolymères à faible bande interdite basés sur l'alternance de motifs riches en électrons (thiophène, thiénothiophène) et d'unités déficients en électrons (benzothiadiazole) et dans leurs mélanges avec un dérivé du fullerène (PCBM-C60) a été étudié. Les polymères sont différenciés par la structure moléculaire de leur coeur conjugué et par la nature, la position et la densité de leurs chaines latérales. Dans les polymères purs, la mobilité a été étudiée en fonction de la densité de charges par le biais de l'analyses de caractéristiques électriques de transistors à effet de champ et de dispositifs à un seul type de porteurs dont le courant est limité par la charge d'espace. En utilisant le modèle de transport de charges développé par Vissenberg et al., nous avons pu estimer le degré de désordre dans le film organique et corréler le transport de charge avec le degré d'ordre structural mesuré par la diffraction des Rayons-X. Ces polymères ont été conçus pour être utilisés dans la couche active des cellules solaires organiques. Grâce à l'étude du transport de charges dans les mélanges à différents ratios massiques polymères:fullerène, nous avons mis en évidence l'effet considérable de la structure moléculaire sur le ratio optimal polymère:fullerène. Aussi, nous avons pu montrer que la nature des chaînes latérales joue un rôle important dans l'obtention d'un chemin de percolation optimal à la conduction des électrons.
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Hauchecorne, Mathieu. "La fabrication transnationale des idées politiques : Sociologie de la réception de John Rawls et des "théories de la justice" en France (1971-2011)." Thesis, Lille 2, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL20013.
Full textAbstract:
Au carrefour de la sociologie des élites, de l’histoire intellectuelle et des études de réception, cette recherche explore les mécanismes par lesquels les discours théoriques et les idées politiques circulent entre pays, entre disciplines, et entre mondes savants et politiques. Elle prend pour objet la réception, dans les champs intellectuel et politique français, de la théorie de la justice sociale de John Rawls et du vaste débat ouvert par celle-ci dans le monde anglophone à partir de 1971. Contribution à une histoire sociale des idées politiques contemporaines, elle combinel’observation in situ de séminaires d’experts, de colloques universitaires, l’ethnographie de discussions en ligne, avecune enquête statistique, et l’étude d’archives administratives, universitaires et éditoriales. La description desréférences à Rawls, Sen ou Walzer dans les publications académiques, la presse, les programmes politiques, l’actionpublique ou les programmes scolaires fonctionne ainsi comme un analyseur de reconfigurations plus globales, comme la domination accrue de l’anglais sur les échanges culturels transnationaux, le déclin des référentiels marxistes et keynésiens au sein de la gauche française, ou la remise en cause du paradigme structuraliste au sein des sciences humaines et sociales françaises. On montre comment les appropriations des « théories de la justice » et leurs circulations se rapportent à la position occupée par leurs médiateurs et la structure du milieu d’interconnaissance qu’ils constituent. Alors que la sociologie de la réception a souvent négligé l’analyse du contenu des appropriations, on montre en outre comment une lecture sociologique de celles-ci permet d’expliquer des affinités ressenties par ces médiateurs pour la pensée de Rawls, par delà les frontières nationales, disciplinaires et sectoriellesSpanning the sociology of elites, intellectual history, and reception studies, this research explores how theories and political ideas are circulated across countries and disciplines, as well as between the academic and political worlds. Starting in 1971, it studies the French intellectual and political reception of John Rawls’s theory of social justice, and more broadly of the debates it sparked in the English-speaking world. Contributing to a historical sociology of political ideas, this dissertation combines ethnography in think-tanks and academic conferences, as well as in online discussions, with a statistical survey, and the study of archives of publishers, academics and administrations. Through the exploration of references to Rawls, Sen or Walzer in academia, the press, political platforms or curricula, we show how this reception is an analyzer of broader changes, such as the growing dominance of English in transnational cultural exchanges, the declining recourse to Marxist and Keynesian paradigms in the French Left, and the questioning of centrality of structuralism in social sciences and the humanities in France. It shows that the very diverse ways in which “theories of justice” have been appropriated and circulated in France depend on the social location of their mediators, and on how their networks are structured. Whereas the sociology of reception has often overlooked the internal analysis of appropriations, this research shows how analyzing them sociologically helps explain why these mediators felt elective affinities with Rawls’s thought, despite national, disciplinary and sectoral boundaries
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Benjelloun, Nadia. "Caracterisation des niveaux profonds dans le materiau photorefractif bi : :(12) geo::(20) par analyse de transitoires de courant photo-induit." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1988. http://www.theses.fr/1988STR13183.
Full textAbstract:
La methode est utilisee pour l'etude de la densite d'etats dans la bande interdite du silicium amorphe hydrogene et sur cdin::(2)s::(4). La caracterisation des niveaux ayant des energies d'ionisation thermique entre 0,1 ev et 0,9 ev, le modele de transfert de charge decrivant l'effet photorefractif et l'evaluation du niveau de recombinaison, sont faits dans le materiau photorefractif. Les effets du dopage (fer) et du codopage (fer, vanadium) sur les niveaux sont consideres. Le centre responsable de la capture d'electrons est aussi etudie par absorption optique et photoconductivite photoinduites. Les resultats s'accordent avec ceux des mesures de photorefractivite
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Plante, Ianik. "Conception d'une interface informatique couplée à un code de simulation Monte-Carlo de la radiolyse de l'eau, permettant la visualisation en trois dimensions de la trajectoire d'une particule chargée incidente et de toutes les espèces radiolytiques formées en fonction du temps." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2005. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/3393.
Full textAbstract:
La radiobiologie est une science multidisciplinaire qui s'intéresse à l'effet des radiations sur les êtres vivants. Les recherches entreprises dans cette discipline ont permis de montrer que la matière vivante est très radiosensible, et que les conséquences de l'irradiation au niveau de la cellule peuvent être multiples: mutations, mort cellulaire, vieillissement et carcinogenèse. Il est aussi connu que l'effet indirect des diverses espèces réactives créées par la radiolyse de l'eau (tels que les radicaux ·OH) contribue de façon importante aux lésions de l'ADN et d'autres constituants clés de la cellule comme les mitochondries et les membranes. Les êtres vivants étant constitués d'une quantité importante d'eau (70% en poids), il est crucial de bien comprendre les phénomènes impliqués dans la radiolyse de l'eau. Notre équipe de recherche a développé et raffiné durant les 15 dernières années plusieurs codes qui simulent les trois étapes de la radiolyse de l'eau et des solutions aqueuses: l'étape physique, l'étape physico-chimique et l'étape de chimie hétérogène. [Résumé abrégé par UMI]
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Zenner, Alexis. "Caractérisation hydro-thermique d’un réacteur industriel : vers un nouveau procédé plus performant." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSE1087.
Full textAbstract:
L'hydrodynamique et les transferts thermiques dans des réacteurs types lits fixes font l'objet d'études depuis une soixantaine d'années. Les informations fournies par ces travaux sont importantes pour le dimensionnement des réacteurs industriels. En effet, une étroite relation entre les propriétés de transports et le design du procédé (réacteur et support catalytique) est mise en avant dans l'état de l'art. Mais force est de constater que la complexité des phénomènes entraine des divergences entre les observations et les différentes conclusions faites par les auteurs. Deux pilotes à échelle laboratoire ont été conçus et mis en place au cours de cette thèse. L'un est dédié à l'étude hydrodynamique et l'autre à l'étude thermique. La caractérisation hydro-thermique des réacteurs passe également par une étape de développement de modèles mathématiques associés aux pilotes. Ils représentent les transferts opérant au sein d'une colonne garnie. Ils permettent également d'estimer les paramètres effectifs du milieu poreux. Les quatre grandeurs caractéristiques étudiées dans cette thèse sont les pertes de charges, la dispersion axiale, la conductivité effective globale et le coefficient d'échange thermique à la paroi. Les résultats obtenus à partir des modèles sont comparés aux travaux de la littérature. Ceci permet de valider les méthodes d'estimation développées dans cette thèse. Il est remarqué que les corrélations prédictives de la conductivité effective sont peu adaptées aux morphologies de supports les plus complexes. Nous proposons donc aussi de nouvelles corrélations basées sur nos mesuresHydrodynamics and heat transfers in packed bed reactors have been studied for about sixty years. The information supplied by this work is important for the design of industrial reactors. Indeed, there is a close relationship between the heat and mass transfers and the design of the process (reactor and catalytic support); this is highlighted in the state of the art. It is clear that the complexity of the phenomena is the cause of divergences between the observations and the conclusions made by the authors. Two laboratory-scale pilots were designed and set up during this PhD thesis. One is dedicated to the hydrodynamic studies and the other to the thermal studies. The hydro-thermal characterization of the reactors includes a step of development of mathematical models associated with the pilots. They represent transfers occurring within the bed of particles. Coupling experimental data with the models allows estimating the effective parameters of the porous medium. The four characteristic quantities studied in this PhD thesis are the pressure drop, the axial dispersion, the overall effective conductivity and the heat transfer coefficient at the wall. The results are compared with the data provided by the open literature. This validates the estimation methods developed during this PhD thesis. It is noticed that the predictive correlations of the effective thermal conductivity are not adapted to the morphologies of the most complex supports. Based on our measurements, new correlations were developed
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De, la Cruz Sanchez Carmen Mariella. "Utilisation de conduites de séchage oscillantes pour réduire les contraintes liées au retrait du bois." Thesis, Paris, AgroParisTech, 2012. http://www.theses.fr/2012AGPT0068/document.
Full textAbstract:
La maîtrise du procédé séchage, étape essentielle dans la transformation du bois, est devenue incontournable pour la filière bois. Cette thèse propose l'utilisation de conduites de séchage oscillantes pour réduire les contraintes de séchage liées au retrait par l'activation du fluage mécanosorptif. A ce jour, la meilleure façon d'appliquer les conduites oscillantes représente un défi pour la communauté scientifique. Dans ce travail, nous avons choisi comme matériel d'étude une essence feuillue fortement utilisée dans la filière et très susceptible aux déformations lors du séchage : le hêtre (Fagus sylvatica). L'effet des conduites oscillantes sur les contraintes de séchage est étudié par une approche expérimentale et par une approche théorique, articulées en trois parties : - Un premier volet expérimental sur un séchoir semi – industriel pour saisir l'effet global des conduites oscillantes à l'échelle d'une pile de planches. L'amélioration de la qualité du bois séché s'est avérée par : une meilleure homogénéité de la teneur en eau finale inter et intra-planche, la diminution des déformations globales et la diminution des contraintes résiduelles exprimées par le gap du « slicing test ». - Ensuite, nous avons développé un volet théorique sur la base de modélisations analytique et numérique pour étudier l'évolution des champs de teneur en eau et de contraintes mécaniques au sein d'une planche lorsque les conditions climatiques oscillent. Une formulation analytique simple, adaptée aux conduites oscillantes, est proposée pour les utilisateurs de séchoirs n'ayant pas accès à un outil numérique sophistiqué. L'approche numérique effectuée avec l'outil de simulation TransPore permet une étude plus réaliste du séchage oscillant. Ainsi, le module mécanique de TransPore a été utilisé pour dégager des configurations pertinentes de séchage permettant d'étudier l'effet des conduites oscillantes sur la relaxation des contraintes. - Enfin, un second volet expérimental a été réalisé sur un séchoir de laboratoire, à l'échelle d'une planche, pour tester les informations issues du volet théorique. Un dispositif de séchage dissymétrique (flying wood) et deux dispositifs de séchage sous charge (poutre cantilever et flexion trois points) ont été utilisés pour étudier l'effet des oscillations. Toutefois, ces essais ne permettent pas de montrer clairement l'effet des oscillations sur la relaxation des contraintes. La confrontation entre les résultats expérimentaux à l'échelle d'une planche et la simulation numérique a mis en évidence l'effet conséquent des oscillations parasites de faibles période et amplitude sur les résultats expérimentaux, provoquées par la régulation du séchoir. Des modifications du modèle de comportement mécanique différé ont été proposées en perspectives de ce travail afin de mieux saisir le comportement observé expérimentalementWood drying is an essential process in the wood industry. A perfect control of wood drying is nowadays very important for the wood industry. In this study, we propose the utilization of oscillating drying conditions to reduce the drying stresses induced by wood shrinkage by activating the mechanosorptive creep. The best way to apply this concept remains an open question in the scientific community. Beech wood (Fagus sylvatica), one of the most commonly used hardwood in France, was chosen for this study owing its elevated risk of drying defaults. The effect of oscillating conditions on drying stresses inside the boards was studied by both an experimental and a theoretical approach, structured in three parts: - A first experimental part realized with a semi – industrial kiln in order to study the global effect of oscillating conditions at the stack scale. Improvement of the quality of dried wood was showed by the best homogeneity of water content inside the board and among the boards and by the decrease of global deformations and residual stresses expressed by the gap measured by the slicing test. - The study was continued with a theoretical part based on analytical and numerical modeling to understand the development of internal heat and mass transfers inside the boards and the evolution of drying stresses during oscillating conditions. A simple analytical model adapted to the oscillating conditions was proposed, particularly for kiln users who don't have access to sophisticated numerical tools. The numerical approach used the simulation tool TransPore, able to simulate oscillating drying in more realistic conditions. Its mechanical module was used to set accurate drying schedules to study the effect of oscillating conditions on stresses relaxation. - Finally, a second experimental part was performed in a laboratory scale kiln, at the board scale, to test the information obtained theoretically. A non-symmetrical drying device (flying wood) and two different loaded drying devices (cantilever beam test and three points bending) were used to study the effect of oscillations. However, it is difficult to see the oscillating conditions effect on the stresses relaxation. The confrontation between experimental results at the board scale and the numerical simulation showed the significant effect produced on experimental results by parasite oscillations of small periods and intensities, originated by the kiln regulation. Further work should consider some modifications of the time dependent mechanical behavior model in order to capture the experimentally observed behavior
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Breitenstein, Jacques. "Etude par spectroscopie raman de conducteurs organiques unidimensionnels, (tmtsf) 2x." Paris 7, 1988. http://www.theses.fr/1988PA077179.
Full textAbstract:
Trois sels de bechgaard (tmtsf)::(2)x (ou x=pf::(6), clo::(4) et reo::(4)) sont etudies dans des conditions de double resonance raman. Determination des modes de vibration donnant des termes importants dans ces conditions de double resonance. Mise en evidence de l'existence des modes rendus actifs grace a un forty couplage avec des transferts dynamiques de charge intermoleculaires ou intramoleculaires. Les informations importantes concernant ce couplage de modes internes - transferts de charge sont obtenues lors de l'etude de la transition metal - isolant et de la mise en ordre a 2k::(f) des anions dans (tmtsf)::(2)reo::(4). Observation des modes mettant en jeu des transferts intradimeres
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Rekab, Wassima. "Multicomponent assemblies for organic electronics." Thesis, Strasbourg, 2017. http://www.theses.fr/2017STRAF002.
Full textAbstract:
Mon travail de thèse porte sur l’assemblage supramoléculaire et le transport de charge des multi-composants utilisés dans le domaine de l’électronique à base organique. En particulier, l’étude et l’optimisation des transistors organiques à effet de champ (OFETs), des phototransistors, et des inverseurs organiques. Nous avons démontré que la température de recuit des dispositifs OFETs améliore les performances électriques d’un dérivé de fullerène (ICBA). Ces dispositifs dont les surfaces de SiO2 sont fonctionnalisées par OTS ou HMDS ont montrés des mobilités d’électrons de 0.1cm2V-1s-1, qui est la plus élevée par rapport à la littérature. Aussi, nous avons fabriqué des phototransistors à base de mono- et multifibres de PDIF-CN2 qui ont été optimisés par traitements de surfaces du diélectrique (HMDS ou OTS). Les propriétés optoélectroniques de ces dispositifs ont été comparées à ceux des dispositifs à base des couches minces déposés par spin-coating (éduction centrifuge). Nos dispositifs mono-fibres ont montré des valeurs de mobilité plus élevées (supérieure à 2 cm2V-1s-1) par rapport à ceux des multifibres et couches minces. Une telle efficacité de transport d’électrons est le résultat d’une cristallinité très élevée des fibres, qui permet une collecte efficace des excitons photo-générés qui se traduit par la plus haute sensibilité à la lumière (R) et photosensibilité (P) rapportées pour les phototransistors à base de mono-fibre supérieure à 2 × 103 AW-1, et 5 × 103 AW-1. Enfin, un polymère ambipolaire (DPPT-TT) a été utilisé lors de la fabrication de nouveaux dispositifs multifonctionnels par l’addition des molécules diaryléthènes (DAE_tBu et ou DAE_F), dont les propriétés électriques sont contrôlées par la lumière. Cette approche a permis un contrôle optique de gain en tension des inverseurs organiques, ces dispositifs multi-composants sont caractérisés par des gain en tensions très élevées (jusqu’au 504) comparés à ceux reportés dans la littérature (86). Ces travaux réalisés durant cette thèse offrent de nouvelles perspectives dans le domaine de l’optoélectronique et la conception des mémoires optiquesThis thesis is focused on the investigation of supramolecular assemblies and the charge carriers transport across organic single, bi- and three-component materials, used as the active layer in organic field-effect transistors (OFET), phototransistors (OPT) and complementary inverters. We demonstrated that thermal annealing and duration has high impact in OFET performances based on a fullerene derivative called ICBA. The devices electron mobility enhanced upon HMDS and OTS treated SiO2 surface and reached 0.1 cm2V-1s-1, which is the highest reported value in literature. We have provided evidence for the influence of the order at the supramolecular level in the semiconducting material (PDIF-CN2) on the performance of OPTs. We compared solution processed single crystalline PDIF-CN2 fibers and multifiber assemblies with spin-coated thin films, which revealed that the former exhibited good electron mobility up to 2 cm2s-1V-1. The improved fiber crystallinity allows efficient collection of photogenerated excitons, results in the highest reported responsivity R (>5 × 103 AW-1), and photoswitching ratio P (>2 × 103), which are to date the highest reported in literature for PDI-single crystal OPTs. Finally, we have performed for the first time new multifunctional devices combining an ambipolar polymer (DPPT-TT) with inserted diarylethene molecules in its matrix. The fabricated OFET and organic complementary inverters were optically controlled. The resultant inverters gain values are tuned by ultraviolet and visible light irradiation, reaching 504, which is higher than those reported in literature (86). These findings qualify them as promising potential candidates for the construction of high-performance integrated logic circuits and memory chips
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Ben, Dkhil Sadok. "Cellules solaires hybrides transparentes à base de nanofils de silicium et du poly(vinylcarbazole)." Thesis, Lyon 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LYO10130.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans ce mémoire porte sur la réalisation et l’étude des cellules solaires PV hybrides à réseaux interpénétrés utilisant les nanofils de silicium. Nos études ont porté essentiellement sur l’optimisation des structures hybrides à base de PVK ou de MEH-PPV mélangé dans leur volume avec une phase de nanofils de silicium, référant aux structures PVK/NFSi et MEH-PPV/NFSi respectivement. Cette étude a montré l’étroite interdépendance entre la morphologie des nanocomposites et les propriétés photovoltaïques des cellules réalisées. Nous avons étudiés l’influence de la concentration des nanofils de silicium sur le processus de dissociation des paires photo-générées. Nous avons également étudié l’effet des traitements thermiques et nous avons mis en évidence un meilleur transfert de charge dans le cas des structures PVK/NFSi. Nous avons aussi observé l’influence bénéfique de la désoxydation ainsi que le traitement de fonctionnalisation des nanofils sur l’amélioration du transfert de charge dans le cas des structures réalisées. En conclusion, nous avons montré que les cellules PV hybrides à réseaux interpénétrés utilisant les nanofils de silicium peuvent être optimisées grâce à la compréhension et au réglage fin du transfert de chargesThe work presented in this thesis focuses on the implementation and study of hybrid solar cells interpenetrating networks using silicon nanowires. Our studies have focused on the optimization of hybrid structures based PVK or MEH-PPV mixed in their volume with silicon nanowires phase, referring to structures PVK/NFSI and MEH-PPV/NFSI respectively. This study showed the close interdependence between morphology and properties of nanocomposites photovoltaic cells made. We studied the influence of the concentration of silicon nanowires on the dissociation process of photo-generated pairs. We also studied the effect of heat treatment and we have demonstrated a better load transfer in the case of structures PVK/NFSI. We also observed the beneficial effect of deoxidation treatment and functionalization of the nanowires on the improvement of charge transfer in the case of structures made. In conclusion, we have shown that the PV hybrid cell using silicon nanowires can be optimized through understanding and fine tuning of the charge transfer
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Premer, Stefan, and Brenda Nansubuga. "Organisational Learning in Business Model Innovation in the Bottom of Pyramid market : An empirical fieldwork about the market introduction of clean cookstoves in Mozambique." Thesis, Linköpings universitet, Företagsekonomi, 2018. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:liu:diva-148135.
Full textAbstract:
There is a need for cleaner technology initiatives into the Bottom of the Pyramid (BoP) market to combat the effects of climate change. The difficulty of these initiatives lies in their business model innovation process, as those organisations struggle in finding adequate strategies to establish their business in the BoP market. The BoP market is characterised as highly uncertain, which makes the operation of businesses challenging. Hereby the thesis aims at answering the question on how organisational learning occurs in business model innovation in the BoP market. Through a case study approach, the thesis intends to understand the requirements to establish a functioning business model by analysing organisational learning under business model innovation within the BoP market. This has been realised through a three week field study in Northern Mozambique, observing the market introduction of a cleantech company operating in this context. Hereby the business model innovation process and the environment of operation was analysed. This research contributes to the current discussion of business model innovation in BoP markets by detecting organisational learning as a useful mechanism and adding relevant insights on how organisational learning occurs in this specific context. Therefore the study opens the discussion on organisational learning in business model innovation in the context of the BoP market by asking for further studies on the topic.
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Ratyński, Maciej. "Wyznaczenie parametrów elektrochemicznych nowych elektrod krzemowo-litowych." Doctoral thesis, 2019. https://depotuw.ceon.pl/handle/item/3493.
Full textAbstract:
Research on lithium-ion batteries began in the 1960s. In 1976, first attempts
were made to intercalate the Li + cations into the graphite matrix from the organic
electrolyte. In 1980, lithium intercalations with a mixture of molten LiCl-KCl salts
were successfully completed. These works have made a significant contribution to the
understanding of lithium ion intercalation processes and were responsible for the
commercialization of Li-ion cells by Sony in 1991. Since then, the technology of
lithium-ion batteries has been constantly developed. This is evidenced by the
constantly growing number of published scientific papers. There are many reasons for
the fast increase in interest in Li-ion cell technology. One of them is constantly growing
public demand for ever smaller and lighter electrochemical energy sources. Li-ion
batteries are currently used in almost every area of our life. They can be found in
mobile devices (telephones, tablets, notebooks), construction equipment, radio and
television, toys, voltage backup systems as well as in hybrid (HEV) and electric (EV)
cars. The last mentioned applications constitute the main share in the overall
production of these cells.
The development of lithium-ion batteries is carried out in a multithreaded
manner. At the same time, new anode and cathode materials as well as substances
forming the electrolyte are tested. A multiple parameters affecting the final properties
of the cell makes choosing the right materials complicated process. The interaction of
the individual components of the cell causes difficulties in determining their impact
on the operation of the entire battery. When developing new compounds included in
the cell, one should not forget about the applicative nature of the research. Synthesized
compounds must be characterized by low price, high purity and short preparation
time. The synthesis procedure itself must also be capable of transferring to an
industrial scale. Lithium-ion cells are currently one of the most expensive
electrochemical energy sources. Despite the capacity and specific power exceeding
every other electrochemical energy sources, their high price is often a parameter
determining the use of older technologies, such as lead-acid batteries.
The silicon in the Li-ion cell may form an alloy with a Li3.75Si structure. This
allows it to achieve a specific capacity of 3590 mAh/g - the largest of all known anodic
conversion materials. The volume change in the following process is 297%. High
volume change is the main reason of poor mechanical and electrical stability of siliconbased electrodes. Despite very high specific capacity, none of the commercial cells
utilize silicon as the negative electrode active material. High degradation rate is the
main reason responsible for that situation. Better understanding of the electrochemical
and mechanical processes that occurs during the silicon lithiation is necessary for
development of stable and durable silicon-based anodes.
The presented thesis is focused on silicon electrodes research. The electrodes
worked as a negative electrode in a lithium-ion cell. The research involved two types
of electrodes. The first of them contained a pre-commercial silicon alloy material made
by 3M Company. I researched these electrodes as part of the SITNBAT project, which
brings together a number of foreign scientific and commercial institutions from the
lithium-ion cell industry. The second group of electrodes were self-made electrodes
containing silicon nanoparticles. The most important goal of my research was to
determine a series of electrochemical parameters of silicon electrodes within the
mentioned SINTBAT project. The most important parameters determined included
the diffusion coefficient of lithium ions in the active material, resistance of the SEI
layer, charge transfer resistance, and electron resistance of the electrode mass.
I determined the diffusion coefficient of lithium in the silicon alloy using two
analytical methods - cyclic voltammetry and electrochemical impedance
spectroscopy. The results of both measurement methods used show a good correlation
level Changes in the diffusion coefficient determined by the EIS method confirm the
single-phase mechanism of lithiation and deletion of the silicon alloy. At the same
time, they had proven the creation of so-called dense phase, in the initial stage of
silicon lithiation and prove the presence of a very fast, uninterrupted diffusion of
lithium ion in the dense phase volume.
Calculations of the ion transfer resistance through the SEI passivation layer
formed on the silicon electrode showed that the value of this parameter is very high
in the first work cycle of the electrode, which implies the need of a low density
charging / discharging current use. The recorded SEI resistance value decreased in
subsequent measurement cycles because of the reorganization of the layered structure
of the passivation layer. The conducted research also proved the dependence of SEI
resistance from the level of the active material lithiation. This dependence was
attributed to the mechanical degradation and subsequent restoration of the
passivation layer due to changes in the specific volume of silicon.
The dependence of the charge transfer resistance relative to the lithium level in
the active material structure allowed for linking this parameter with the mechanical
structure of the electrode. The determined value of the charge transfer resistance
increased as the active material was delithiated. This dependence resulted from a
reduction in the volume of silicon grains in this process and a deterioration of their
electrical contact with the electrode mass. The registered relationships allow for direct
observation of the cell mechanical structure degradation by electrochemical
impedance spectroscopy analysis.
An important achievement during the performed research was the determination
in the electroactive surface changes during active material lithiation. The dependence
determined by measurement of impedance spectroscopy conducted with imposed,
simultaneous DC current flow allowed to track changes in the electroactive electrodes
surface, depending on the level of lithiation. The conducted research proved the
dependence of changes in the electrode surface from its macrostructure. Thanks to the
assessment of the range of surface contraction in the initial stage of lithiation, it
became possible to determine the extent of silicon, where the changes in its volume
do not cause mechanical degradation of the electrode structure. The presented
procedure is the only available solution that, makes possible to determine the changes
of the electroactive surface “in-situ” during the cell operation. This may contribute to
an increased accuracy in determination of other important electrochemical
parameters.
During the second part of the experiments I focused on the determination of
conditions that improve the commercial-beneficent properties of silicon. The most
important parameters affecting the commercial value of the material include specific
capacity, cyclic stability and cycle efficiency. In the first stage of the discussed research
I determined the dependence of the electrode preparation parameters for the final cell
stability. The results of these tests have proven that the high pressure of electrode
calendaring improves all of the important parameters discussed. This effect results
from the increase of the mechanical stiffness of the electrode structure and the
reduction of the reaction front movement speed
In the next stage of the work I prepared a modified current collector to improve
the cyclic stability of silicon electrodes. The discussed collector was modified by the
mechanical or electrochemical real surface area incensement that limits the
unfavorable active material delamination during electrode cycling. The developed
method of electrochemical modification of the standard current collector surface
allows for a significant improvement of the cyclic stability of silicon electrodes.
In a further stage of the research, I checked the influence of different types of
binder material and the oxidation level of the silicon surface on the electrode stability.
The results of these studies have shown that simple chemical treatment of silicon
surface oxidation allows for great improvement in its cyclic stability during operation
in the lithium-ion cell. I attributed a positive effect to the increase in the number of
pseudo-ester bonds between the modified silicon surface and the binder polymer.
The developed procedure of electrode mass bonding with the in-situ generated
silica gel allowed to improve the cyclic resistance and can completely change the
approach to the silicon electrode manufacturing procedure.
During the research presented in following dissertation I determined a number of
basic electrochemical parameters of silicon electrodes such as diffusion coefficient,
charge transfer resistance, SEI layer resistance, electroactive electrode surface and
connect these parameters values with active material structure. That enabled a better
understanding of the mechanisms of silicon lithiation in the lithium-ion cell. The
research discussed in the dissertation successfully combines the basic research as well
as application (commercial) research aimed at accelerating the commercialization of
silicon as the active material of a negative lithium-ion cell electrode.
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Nalluri, S. K. M., C. Berdugo, Nadeem Javid, P. W. J. M. Frederix, and R. V. Ulijn. "Biocatalytic Self-Assembly of Supramolecular Charge Transfer Nanostructures Based on n-Type Semiconductor-Appended Peptide." 2014. http://hdl.handle.net/10454/11425.
Full textAbstract:
NoThe reversible in situ formation of a self-assembly building block (naphthalenediimide (NDI)–dipeptide conjugate) by enzymatic condensation of NDI-functionalized tyrosine (NDI-Y) and phenylalanine-amide (F-NH2) to form NDI-YF-NH2 is described. This coupled biocatalytic condensation/assembly approach is thermodynamically driven and gives rise to nanostructures with optimized supramolecular interactions as evidenced by substantial aggregation induced emission upon assembly. Furthermore, in the presence of di-hydroxy/alkoxy naphthalene donors, efficient charge-transfer complexes are produced. The dynamic formation of NDI-YF-NH2 and electronic and H-bonding interactions are analyzed and characterized by different methods. Microscopy (TEM and AFM) and rheology are used to characterize the formed nanostructures. Dynamic nanostructures, whose formation and function are driven by free-energy minimization, are inherently self-healing and provide opportunities for the development of aqueous adaptive nanotechnology.
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Satel, Abdallah Toni. "Wireless Charger for Low Power Devices." Master's thesis, 2016. http://hdl.handle.net/10316/81646.
Full textAbstract:
Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaWireless power transfer technology has been widely used in many areas. This thesis implements a wireless charging system for consumer electronics for mobile applications such as laptops and tablets. The working on a wireless power transfer system is comparable to that of an air core transformer with the leakage compensated by means of capacitances. Compensation has been applied to both the primary and secondary of the transformer. This would help boost power transfer. Theoretically described the basic series-series compensation topology used. The resonant wireless power transfer is demonstrated in this thesis. The efficiency of such a system is analyzed and the results are promising, however, there are significant opportunities for improvement.This thesis consists of five chapters:chapter 1 is talking about the history, classification and applications of wireless power transfer. Chapter 2 is talking about Introduction about the fundamentals of wireless power transfer system, the theoretical study of the compensation topology and determines the important elements of such a system to help the design of a wireless power transfer system to be good.Chapter 3 Defines the parameters of the desired design by using Matlab codes and Matlab model simulation and comparison for the results.Chapter 4 Implement the study of the experimental system, and compare the result with its own simulated and calculated results.Chapter 5 at the end, we will see the conclusion of the project and the future work.Wireless power transfer technology has been widely used in many areas. This thesis implements a wireless charging system for consumer electronics for mobile applications such as laptops and tablets. The working on a wireless power transfer system is comparable to that of an air core transformer with the leakage compensated by means of capacitances. Compensation has been applied to both the primary and secondary of the transformer. This would help boost power transfer. Theoretically described the basic series-series compensation topology used. The resonant wireless power transfer is demonstrated in this thesis. The efficiency of such a system is analyzed and the results are promising, however, there are significant opportunities for improvement.This thesis consists of five chapters:chapter 1 is talking about the history, classification and applications of wireless power transfer. Chapter 2 is talking about Introduction about the fundamentals of wireless power transfer system, the theoretical study of the compensation topology and determines the important elements of such a system to help the design of a wireless power transfer system to be good.Chapter 3 Defines the parameters of the desired design by using Matlab codes and Matlab model simulation and comparison for the results.Chapter 4 Implement the study of the experimental system, and compare the result with its own simulated and calculated results.Chapter 5 at the end, we will see the conclusion of the project and the future work.
Wireless power transfer technology has been widely used in many areas. This thesis implements a wireless charging system for consumer electronics for mobile applications such as laptops and tablets. The working on a wireless power transfer system is comparable to that of an air core transformer with the leakage compensated by means of capacitances. Compensation has been applied to both the primary and secondary of the transformer. This would help boost power transfer. Theoretically described the basic series-series compensation topology used. The resonant wireless power transfer is demonstrated in this thesis. The efficiency of such a system is analyzed and the results are promising, however, there are significant opportunities for improvement.This thesis consists of five chapters:chapter 1 is talking about the history, classification and applications of wireless power transfer. Chapter 2 is talking about Introduction about the fundamentals of wireless power transfer system, the theoretical study of the compensation topology and determines the important elements of such a system to help the design of a wireless power transfer system to be good.Chapter 3 Defines the parameters of the desired design by using Matlab codes and Matlab model simulation and comparison for the results.Chapter 4 Implement the study of the experimental system, and compare the result with its own simulated and calculated results.Chapter 5 at the end, we will see the conclusion of the project and the future work.Wireless power transfer technology has been widely used in many areas. This thesis implements a wireless charging system for consumer electronics for mobile applications such as laptops and tablets. The working on a wireless power transfer system is comparable to that of an air core transformer with the leakage compensated by means of capacitances. Compensation has been applied to both the primary and secondary of the transformer. This would help boost power transfer. Theoretically described the basic series-series compensation topology used. The resonant wireless power transfer is demonstrated in this thesis. The efficiency of such a system is analyzed and the results are promising, however, there are significant opportunities for improvement.This thesis consists of five chapters:chapter 1 is talking about the history, classification and applications of wireless power transfer. Chapter 2 is talking about Introduction about the fundamentals of wireless power transfer system, the theoretical study of the compensation topology and determines the important elements of such a system to help the design of a wireless power transfer system to be good.Chapter 3 Defines the parameters of the desired design by using Matlab codes and Matlab model simulation and comparison for the results.Chapter 4 Implement the study of the experimental system, and compare the result with its own simulated and calculated results.Chapter 5 at the end, we will see the conclusion of the project and the future work.
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Provencher, Françoise. "Dynamique de séparation de charges à l'hétérojonction de semi-conducteurs organiques." Thèse, 2013. http://hdl.handle.net/1866/10654.
Full textAbstract:
Une compréhension profonde de la séparation de charge à l’hétérojonction de semi-con- ducteurs organiques est nécessaire pour le développement de diodes photovoltaïques organiques plus efficaces, ce qui serait une grande avancée pour répondre aux besoins mondiaux en énergie durable. L’objectif de cette thèse est de décrire les processus impliqués dans la séparation de charges à hétérojonctions de semi-conducteurs organiques, en prenant en exemple le cas particulier du PCDTBT: PCBM. Nous sondons les excitations d’interface à l’aide de méthodes spectroscopiques résolues en temps couvrant des échelles de temps de 100 femto- secondes à 1 milliseconde. Ces principales méthodes spectroscopiques sont la spectroscopie Raman stimulée femtoseconde, la fluorescence résolue en temps et l’absorption transitoire. Nos résultats montrent clairement que le transfert de charge du PCDTBT au PCBM a lieu avant que l’exciton ne soit relaxé et localisé, un fait expérimental irréconciliable avec la théorie de Marcus semi-classique. La paire de charges qui est créée se divise en deux catégories : les paires de polarons géminales non piégées et les paires profondément piégées. Les premiers se relaxent rapidement vers l’exciton à transfert de charge, qui se recombine radiativement avec une constante de temps de 1– 2 nanoseconde, alors que les seconds se relaxent sur de plus longues échelles de temps via l’effet tunnel. Notre modèle photophysique quantitatif démontre que 2 % de l’excitation créée ne peut jamais se dissocier en porteurs de charge libre, un chiffre qui est en accord avec les rendements élevés rapportés pour ce type de système.A deep understanding of charge separation at organic semiconductor heterojunctions is instrumental in developing organic photovoltaic diodes with higher power conversion efficiencies, which could be a game changer for meeting sustainable global energy needs. The goal of this thesis is to describe the processes involved in charge separation at organic semiconductor heterojonctions, taking the special case of PCDTBT:PCBM as an example. We probe interfacial excitations using time-resolved spectroscopic methods covering timescales from 100 femtoseconds to 1 millisecond. These main spectroscopic methods are femtosecond stimulated Raman spectroscopy, time resolved fluorescence and transient absorption. Our results unambiguously show that charge transfer from PCDTBT to PCBM happens before the exciton is relaxed and localised, an experimental fact that in irreconcilable with semi-classical Marcus theory. The charge pair that is created then falls into two categories : un-trapped geminate polaron pairs or deeply trapped geminate polaron pairs. The former quickly relax to charge transfer exciton, which relax radiatively with a time constant of 1–2 nanosecond, while the latter form a charge transfer exciton on much longer timescales via tunneling. Our quantitative photo-physical model demonstrate that 2% of created excitation can never dissociate into free charge carrier, a figure that is in agreement with the high efficiencies reported for this type of system.
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Gosselin, Benoit. "Anisotropie de la photoluminescence dans des nanostructures organiques chirales autoassemblées." Thèse, 2009. http://hdl.handle.net/1866/3494.
Full textAbstract:
Nous investiguons dans ce travail la dynamique des excitons dans une couche mince
d’agrégats H autoassemblés hélicoïdaux de molécules de sexithiophène. Le couplage intermoléculaire
(J=100 meV) place ce matériau dans la catégorie des semi-conducteurs à
couplage de type intermédiaire. Le désordre énergétique et la forte interaction électronsphonons
causent une forte localisation des excitons. Les espèces initiales se ramifient
en deux états distincts : un état d’excitons autopiégés (rendement de 95 %) et un état à
transfert de charge (rendement de 5%). À température de la pièce (293K), les processus
de sauts intermoléculaires sont activés et l’anisotropie de la fluorescence décroît rapidement
à zéro en 5 ns.
À basse température (14K), les processus de sauts sont gelés. Pour caractériser la dynamique
de diffusion des espèces, une expérience d’anisotropie de fluorescence a été
effectuée. Celle-ci consiste à mesurer la différence entre la photoluminescence polarisée
parallèlement au laser excitateur et celle polarisée perpendiculairement, en fonction du
temps. Cette mesure nous donne de l’information sur la dépolarisation des excitons, qui
est directement reliée à leur diffusion dans la structure supramoléculaire.
On mesure une anisotropie de 0,1 après 20 ns qui perdure jusqu’à 50ns. Les états à
transfert de charge causent une remontée de l’anisotropie vers une valeur de 0,15 sur
une plage temporelle allant de 50 ns jusqu’à 210 ns (période entre les impulsions laser).
Ces résultats démontrent que la localisation des porteurs est très grande à 14K,
et qu’elle est supérieure pour les espèces à transfert de charge. Un modèle numérique
simple d’équations différentielles à temps de vie radiatif et de dépolarisation constants
permet de reproduire les données expérimentales. Ce modèle a toutefois ses limitations,
notamment en ce qui a trait aux mécanismes de dépolarisation des excitons.In this work, we investigate exciton dynamics in a thin film of sexithiophene molecules in self-assembled chiral H-aggregate supramolecular stacks. The intermolecular coupling energy J=100 meV places those molecules in the intermediate coupling regime. The energetic disorder and the strong phonon-electron interactions leads to high localization of the photoexcitations. The initial photoexcited species branches into two distinct states : self-trapped exciton (95% yield) and charge-transfer excitons (5% yield). At room temperature (293K), the intermolecular hopping processes are thermaly activated and the fluorescence anisotropy goes to zero within 5 ns. At low temperature (14K), hopping processes are frozen. To characterize exciton diffusion mechanisms, a fluorescence anisotropy experiment has been done. This measurement consists of monitoring the difference between the parallel and perpendicular composants of the photoluminescence (with respect to the laser beam), as a function of time. The fluorescence anisotropy gives us information about the depolarization of the excitons, which is directly connected with their diffusion within the supramolecular stack. We measure an anisotropy of 0,1 after 20 ns which stays constant for 50 ns. Chargetransfer states induce a rise of the anisotropy up to 0,15 between 50 ns and 210 ns (the period between adjacent laser pulses). Those measurements shows that exciton localization is very strong at 14K and higher for the charge-transfer states than the self-trapped ones. A simple mathematical model based on the resolution of a system of differential equations with constants radiative and depolarization lifetimes can reproduce the experimental data. This model has some limitations, especially for the description of the depolarization mechanisms of the self-trapped excitons.
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Huang, Chaojun. "Structural Health Monitoring System for Deepwater Risers with Vortex-Induced Vibration: Nonlinear Modeling, Blind Identification, Fatigue/Damage Estimation and Vibration Control." Thesis, 2013. http://hdl.handle.net/1911/71968.
Full textAbstract:
This study focuses on developing structural health monitoring techniques to detect damage in deepwater risers subjected to vortex-induced vibration (VIV), and studying vibration control strategies to extend the service life of offshore structures.
Vibration-based damage detection needs both responses from the undamaged and damaged deepwater risers. Because no experimental data for damaged deepwater risers is available, a model to predict the VIV responses of deepwater risers with given conditions is needed, which is the forward problem. In this study, a new three dimensional (3D) analytical model is proposed considering coupled VIV (in-line and cross-flow) for top-tensioned riser (TTR) with wake oscillators. The model is verified by direct numerical simulations and experimental data.
The inverse problem is to detect damage using VIV responses from the analytical models with/without damage, where the change between dynamic properties obtained from riser responses represents damage. The inverse problem is performed in two steps: blind identification and damage detection. For blind identification, a wavelet modified second order blind identification (WMSOBI) method and a complex WMSOBI (CWMSOBI) method are proposed to extract modal properties from output only responses for standing and traveling wave vibration, respectively. Numerical simulations and experiments validate the effectiveness of proposed methods. For damage detection, a novel weighted distribution force change (WDFC) index (for standing wave) and a phase angle change (PAC) index (for traveling wave) are proposed and proven numerically. Experiments confirm that WDFC can accurately locate damage and estimate damage severity. Furthermore, a new fatigue damage estimation method involving WMSOBI, S-N curve and Miner's rule is proposed and proven to be effective using field test data.
Vibration control is essential to extend the service life and enhance the safety of offshore structures. Literature review shows that semi-active control devices are potentially a good solution. A novel semi-active control strategy is proposed to tune the damper properties to match the dominant frequency of the structural response in real-time. The effectiveness of proposed strategy in vibration reduction for deepwater risers and offshore floating wind turbines is also validated through numerical studies.