Dissertations / Theses on the topic 'Diffusion hydroxide'
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Vidal, David. "Développement et évaluation de nouveaux séparateurs pour les batteries Nickel-Zinc." Electronic Thesis or Diss., CY Cergy Paris Université, 2023. http://www.theses.fr/2023CYUN1273.
Abstract:
Les batteries nickel-zinc offrent des performances qui répondent aux exigences du stockage d'énergies renouvelables intermittentes. De plus, par rapport aux batteries lithium-ion, cette technologie est sûre, hautement recyclable et le zinc est un métal abondant. Dans ces batteries, les électrodes sont séparées par un séparateur polymère qui limite la diffusion des zincates de l'électrode de zinc vers celle de nickel tout en favorisant le transfert des ions hydroxyde. Cependant, la durée de vie de ces séparateurs limite actuellement les performances de la batterie. Il existe donc un besoin critique d'en développer des plus durables fonctionnant avec un électrolyte alcalin.Ce travail de thèse s'est d'abord axé sur l'étude des principales caractéristiques (diffusion aux ions hydroxyde, mouillabilité…) des séparateurs commerciaux Celgard traités par un revêtement hydrophile ou non, et sur leur évolution lors d'un vieillissement chimique. Cette étude a permis de corréler la désorption du revêtement hydrophile et la perte des performances observées en batterie.Afin d'améliorer leur stabilité dans le temps, un polymère hydrophile réticulé, l'alcool polyvinylique (PVA), a été introduit dans le volume poreux de plusieurs séparateurs, se différenciant par la présence ou non d'un revêtement hydrophile. La présence de ce polymère réticulé s'est avéré améliorer la mouillabilité du séparateur mais aussi la diffusion des ions hydroxyde. Ces propriétés sont conservées à la suite d'un vieillissement chimique accéléré dans l'eau ou l'électrolyte alcalin.L'introduction de surfactants en combinaison avec le PVA permet d'améliorer encore ces propriétés tandis que le PVA augmente la stabilité du séparateur au cours du vieillissement. Enfin, des tests en batterie Ni-Zn utilisant les séparateurs développés au cours de cette thèse ont confirmé ces résultats prometteursNickel-Zinc based batteries offer performances that match the requirements of the storage of the intermittency of renewable energies. Moreover, compared to Lithium-ion batteries, this technology happens to be safe, highly recyclable and zinc is an abundant metal. In these batteries, electrodes are separated by a polymer separator restricting the diffusion of zincate ions from zinc electrode towards the nickel while promoting the transfer of hydroxide ions. However, the lifetime of these separators currently limits the battery's performance. Thus, there is a critical need to develop more durable separators for batteries operating in alkaline electrolyte.This PhD work first focused on the study of the main characteristics of commercially (hydroxide diffusion, wettability, etc.) of commercial Celgard® separators, treated with a hydrophilic coating or not, and on their evolution under a chemical ageing. This study allowed correlate the desorption of hydrophilic coating with the decay in battery performances.To improve the performance stability over time, a cross-linked hydrophilic polymer, polyvinyl alcohol (PVA), was introduced into the porous volume of several separators, differentiated by the presence or absence of a hydrophilic coating. The presence of this crosslinked polymer was found to improve the separator wettability and the hydroxide ion diffusion. These properties are preserved after an accelerated chemical ageing in water or alkaline electrolyte.The introduction of surfactants in combination with PVA further improves these properties, while PVA enhances the separator's stability during aging. Finally, Ni-Zn battery tests using the separators developed during this thesis have confirmed these promising results
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Chen, Yuanxin. "POLYMER MEMBRANES FOR FLUE GAS CARBON CAPTURE AND FUEL CELL APPLICATION." The Ohio State University, 2015. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1440069742.
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Gao, Yang. "Low-temperature removal of hydrogen chloride from flue gas using hydrated lime as a sorbent." Ohio : Ohio University, 1999. http://www.ohiolink.edu/etd/view.cgi?ohiou1175884147.
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Giordano, Gabriela Furlan 1990. "Modificação de eletrodos com óxido/hidróxido de níquel e acoplamento em sistema de difusão gasosa para a determinação de etanol em amostras de vinho de cana-de-açúcar." [s.n.], 2015. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/248390.
Abstract:
Orientador: Lauro Tatsuo KubotaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química
Made available in DSpace on 2018-08-27T17:12:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Giordano_GabrielaFurlan_M.pdf: 2251330 bytes, checksum: a6853decc37a3f82817a0457cc141778 (MD5) Previous issue date: 2015
Resumo: Este trabalho teve como objetivo desenvolver um sistema eletroquímico capaz de detectar e quantificar etanol presente em amostras de vinho de cana-de-açúcar. Três métodos de modificação de eletrodo de níquel foram estudados visando à obtenção das espécies Ni(OH)2/NiOOH. Um dos métodos consistiu no condicionamento eletroquímico em NaOH, o outro, na oxidação química em persulfato de amônio e tratamento térmico e o terceiro, na deposição eletroquímica de Ni(OH)2 dopados com Co2+ e Cd2+, a partir de solução contendo os nitratos desses metais. Esse último apresentou resultados com maior repetibilidade de preparação e resposta. As técnicas SEM-FEG e XPS foram empregadas, a fim de caracterizar morfologicamente o Ni(OH)2 obtido e permitir determinações qualitativas e quantitativas sobre a composição química da superfície, respectivamente. Para a aplicação nas amostras empregou-se a técnica de extração por difusão gasosa através de uma membrana hidrofóbica. Assim, um módulo de extração foi construído no qual uma membrana de PTFE separou a solução de etanol - a ser analisada - de uma solução receptora de NaOH 100,0 mmol L-1, na qual o sistema eletroquímico foi acoplado. As condições aplicadas ao sistema foram otimizadas de modo a resultar em menores desvios das medidas analíticas. O vapor de etanol recolhido na solução de NaOH foi analisado utilizando o eletrodo de trabalho desenvolvido e foi possível monitorar soluções de etanol no intervalo 2,0 a 20,0% v/v. A concentração de etanol foi determinada em amostras de vinho de cana-de-açúcar por dois métodos diferentes: interpolação em curva analítica preparada em meio salino com condutividade similar às amostras e adição de padrão. Os resultados obtidos foram estatisticamente equivalentes em comparação com a técnica de FTIR, considerando nível de confiança de 95%
Abstract: This work describes the development of an electrochemical system to detect and quantify ethanol on fermentation broths. Three methods were studied to modify the electrode surface in order to obtain Ni(OH)2/NiOOH species: i) electrochemical cycling in NaOH solution; ii) chemical oxidation on ammonium persulfate and heat treatment; and, iii) electrochemical deposition of nickel, cobalt and cadmium from a solution containing the respective nitrates and application of cathodic current. The latter one showed good repeatability, therefore, an analytical curve was obtained by cyclic voltammetry technique and the analytical sensitivity was 1.2 ìA L mmol-1. Scanning electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy were employed to characterize the structures formed and allow qualitative and quantitative determination about the surface chemical composition. In order to provide selectivity to electrochemical determination of ethanol on complex samples, the electrochemical system was coupled to gas diffusion extraction through hydrophobic membrane. Thus, an extraction module was constructed in which a PTFE membrane separated the ethanol donor solution, standard or sample, from receptor solution, the electrolyte used on electrochemical analyses (100.0 mmol L-1 NaOH). The conditions applied to the system were optimized to yield repeatability on analytical measurements. In this platform, it was possible to monitor ethanol solutions in the range of 2.0 up to 20.0% v/v. Samples of fermentation broth were analyzed by two methods: direct interpolation on saline analytical curve with conductivity similar to samples and standard addition. The results were in agreement with respect to those obtained by FTIR method at 95% confidence level
Mestrado
Quimica Analitica
Mestra em Química
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Quienne, Pascale. "Mécanisme de coagulation-floculation de la silice colloi͏̈dale par les hydroxydes de fer : étude par diffusion aux petits angles des rayons X." Orléans, 1989. http://www.theses.fr/1989ORLE2024.
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Meyer, Michaël. "Synthèse et propriétés d'organisation de particules plaquettaires d'hydroxyde de nickel dispersées par voie électrostatique." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066386.
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Ayturk, Mahmut Engin. "Synthesis, annealing strategies and in-situ characterization of thermally stable composite thin Pd/Ag alloy membranes for hydrogen separation." Worcester, Mass. : Worcester Polytechnic Institute, 2007. http://www.wpi.edu/Pubs/ETD/Available/etd-042307-012951/.
Abstract:
Thesis (Ph.D.)--Worcester Polytechnic Institute.Keywords: composite Pd and Pd/Ag membranes, alloying, Pd/Ag barrier, intermetallic diffusion, bi-metal multi-layer BMML deposition, electroless plating kinetics, high temperature x-ray diffraction, aluminum hydroxide surface grading, porous sintered metal supports, hydrogen separation. Includes bibliographical references (leaves 279-296 ).
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Savanier, Marc. "Guides d'ondes AIgaAs oxydés pour la conversion de fréquences optiques." Paris 7, 2013. http://www.theses.fr/2013PA077120.
Abstract:
Ce travail de thèse porte sur le développement des savoir-faire technologiques nécessaires à la réalisation de sources paramétriques intégrées émettant dans l'infrarouge. Pour cela, les guides d'ondes biréfringents AlGaAs/AlOx considérés, grâce à leur forte non linéarité quadratique et à la maturité des techniques de fabrication, se révèlent être un choix pertinent. La fabrication et la caractérisation d'un convertisseur de fréquence de ce type, conçu pour la conversion paramétrique descendante d'une pompe à 775 nm en paires de photons à 1550 nm, nous a permis de démontrer une efficacité de conversion normalisée de 1100 %W⁻¹cm⁻², une puissance de second harmonique de 0. 3 mW, ainsi qu'une accordabilité de 570 nm. Bien qu'à l'état de l'art des dispositifs intégrés AlGaAs, ces performances restent limitées par les pertes optiques induites par le processus d'oxydation. Afin d'établir un lien entre les pertes de propagation et les propriétés physico-chimiques de l'AlOx, nous avons étudié leur comportement spectral. Deux mécanismes de pertes ont été mis en évidence : un régime de diffusion à grande longueur d'onde, en accord avec un modèle considérant les interfaces rugueuses de l'AlOx, et un régime d'absorption à faible longueur d'onde, attribué à la présence de défauts générés par la réaction d'oxydation. Un effort de développement technologique visant à augmenter l'efficacité de nos échantillons a été entrepris suivant deux axes : l'optimisation fine du procédé d'oxydation et la mise en cavité optique des guides d'ondes. Les résultats obtenus sont très encurageants pour la réalisation de dispositifs non linéaires efficaces, et la démonstration d'un OPO intégré en particulierThis work focuses on the technological know-how necessary to fabricate integrated parametric sources emitting in the infrared. Thanks to a high quadratic nonlinearity and mature fabrication techniques, AlGaAs/AlOx birefringent waveguides are good candidates for this purpose. The fabrication and characterization of such a frequency converter, designed for the parametric down-conversion of a 775 nm pump into photon pairs at 1550 nm, led to the demonstration of a 1100 %W⁻¹cm⁻² normalized conversion efficiency, a 0. 3 mW generated second harmonic power, as well as a tunability of 570 nm. Despite these state-of-the-art performances for AlGaAs integrated devices, oxidation induced optical losses still constitute the bottleneck of this phase-matching scheme. In order to investigate their origin, in relation with the oxide properties, a study on their spectral behavior has been carried out. Two distinct mechanisms have been highlighted : scattering is the main contribution at large wavelengths whereas absorption is dominant at shorter wavelengths. While the former is qualitatively described by a model accounting for the AlOx rough interfaces, the latter has been tentatively ascribed to the presence of defects generated by the oxidation reaction. Two technological developments have then been undertaken to improve the conversion efficiency of our devices. First the propagation losses were reduced with a fine optimization of the oxidation process. Second the waveguides were placed into an integrated optical cavity to enhance the fields. The results achived through both these developments are promising for the realization of efficient nonlinear photonic devices, e. G. An integrated OPO
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Maurey, Christophe. "Etude expérimentale de la stabilisation et du soufflage des flammes de diffusion turbulentes suspendues." Rouen, 2001. http://www.theses.fr/2001ROUES001.
Abstract:
Ce travail porte sur l'étude expérimentale de la stabilisation et du soufflage des flammes de diffusion turbulentes suspendues au-dessus d'un injecteur. Dans la première partie de ce travail, nous avons utilisé la fluorescence induite par laser sur le radical OH, pour effectuer une étude paramétrique et statistique sur les hauteurs et les rayons d'accrochage de la flamme suspendue. Les résultats ont montré que le comportement moyen de la flamme, est lié aux mouvements des grosses structures dans le jet turbulent. Dans la seconde partie, nous avons couplé la fluorescence induite par laser sur le radical OH avec la vélocimétrie par images de particules, afin de caractériser les propriétés dynamiques en amont de la flamme. A partir des images de fluorescence de OH, nous avons mis en évidence l'existence d'une extrémité propagative à la base de la flamme. Des mesures conditionnées de vitesses dans les gaz frais à la base de la flamme, ainsi qu'à la position de l'extrémité propagative montrent que la flamme stabilise dans une région où les vitesses de l'écoulement sont proches de la vitesse de propagation d'une flamme laminaire de prémélange. Dans la dernière partie, nous avons réalisé deux expériences afin d'étudier le mélange juste en amont de la base de la flamme. La première permet de calculer la richesse à la base de la flamme par analyse des intensités de chimiluminescence de radicaux. La seconde donne les valeurs de la fraction de mélange juste en dessous de la flamme à partir d'images de fluorescence d'un traceur injecté dans le jet central. Les résultats de ces deux investigations, tendent à prouver que le mélange inflammable en dessous de la base de la flamme devient de plus en plus pauvre lorsque la vitesse de sortie des gaz augmente. Les résultats de ces travaux ont permis de décrire les propriétés de la turbulence et du mélange de l'écoulement à la base des flammes suspendues, et de fournir des données de validation aux codes de calcul numérique.
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Laaziz, Ilham. "Etude de l'hydrolyse d'alkoxydes de titane et de zirconium par réaction d'estérification." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20280.
Abstract:
Ce travail decrit l'etude de l'hydrolyse d'alkoxyde de titane, de zirnonium et de leur melange par reaction d'esterification. Les differents produits obtenus sont des sols, cristaux, gels ou precipites. Ces differentes phases ont ete caracterisees par l'intermediaire de techniques spectroscopiques (ir, rmn), par analyse thermique (atg, atd) ainsi que par diffusion des rayons x aux petits angles, diffusion de la lumiere et thermoporometrie. La resolution structurale des trois composes cristallins: ti#6(o#ipr)#8(oac)#8o#4, zr#6ti#3(opr)#1#6(oac)#8o#6, zr#9(o#npr)#1#8(oac)#6o#6 a permis de preciser l'arrangement structural des ligands alkoxy et acetate ainsi que la presence de liaison m-o-m. L'ensemble de ces resultats permet de mettre en evidence la similitude entre les structures des gels et celles des cristaux
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Jaime, Ferrer Jesus Salvador. "Conversion du formiate de sodium en acide formique et hydroxyde de sodium par procédés électromembranaires : rôle de la diffusion à travers les membranes et modélisation de l'électrodialyse à membranes bipolaires." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2008. http://www.theses.fr/2008ECAP1107.
Abstract:
Dans ce travail l'électrodialyse conventionnelle (EDC) a été utilisée pour concentrer une solution diluée de formiate de sodium jusqu'à une concentration de 2 mol L-1. Puis, l'électrodialyse à membranes bipolaires (EDMB) a été proposée pour régénérer l'acide formiqueet l'hydroxyde de sodium à partir de la solution de formiate de sodium concentrée. L'influence des différents paramètres opératoires sur les performances de l'EDMB, tels que les concentrations initiales et la densité de courant, a été étudiée pour deux configurations: à deux compartiments avec une membrane échangeuse de cations (MEC) et à trois compartiments avec une MEC et une membrane échangeuse d'anions (MEA). Il a été démontré que la diffusion de l'acide formique et la fuite de OH- sont les phénomènes principaux qui limitent le rendement faradique et la pureté des solutions obtenues. Une cellule Electrocell AB a permis d'étudier la diffusion à travers différentes membranes commerciales. L'influence des paramètres suivants sur la diffusion a été étudiée: concentrations de l'acide formique, du formiate de sodium et de la soude, température, nature des membranes. Ces études ont permis de comparer les performances entre les différentes membranes commerciales. Les essais de diffusion ont été comparés aux experiences sur un pilote. Un modèle prédictif basé sur les bilans de matière a été proposé et validé à l'echelle pilote pour l'EDMB à deux et à trois compartiments. Il permet de prévoir l'évolution des différentes espèces ainsi que le rendement faradique attendu à partir des concentrations initiales, de la densité de courant et de la températureIn this work the conventionally electrodialysis (CED) was used to concentrate a dilute solution of sodium formate up to a concentration of2 mol L-1. Then, the bipolar membrane electrodialysis (BMED) has been proposed to regenerate formic acid and sodium hydroxide from the concentrated sodium formate solution. The influence of various operating parameters on the performance of the BMED, such as initial concentrations and current density, was studied for two configurations: two compartments with a cation-exchange membrane (CEM) and three compartments with a CEM and anion-exchange membrane (AEM). Il has been shown that the diffusion of formic acid and leakage of OH- are the main phenomena that limit the current efficiency and purity of obtained solutions. A small cell (Electrocell AB) was used to study the diffusion through various commercial membranes. The influence of parameters on the diffusion has been studied: the concentration of formic acid, sodium formate and sodium hydroxide, temperature, mature of membranes. These studies compare the performance between the differents commercial membranes. The diffusion tests were compared to pilote experiments. A predictivemodel based on mass balance was proposed and validated at pilot scale for two and three compartments BMED. It allows to predict the evolution of different species and current efficiency expected from the initial concentrations, the current density and temperature
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Olalla, Beatriz. "Analyse des mécanismes de dispersion élémentaires et globaux de charges minérales dans les polymères : influence de la rhéologie et de la structure de la matrice." Thesis, Saint-Etienne, 2010. http://www.theses.fr/2010STET4003/document.
Abstract:
L’objectif de cette étude est d’analyser la dispersion de charges minérales dans une matrice polymère. Ce travail concerne la dispersion d’une charge minérale hydroxyde de magnésium pour améliorer la résistance au feu d’une matrice polyoléfine. De forts taux de charge sont nécessaires pour une amélioration significative de la résistance au feu. Ces quantités vont provoquer une perte de propriétés mécaniques. Afin d’améliorer l’état de dispersion et de limiter la perte de propriétés mécaniques, une matrice très visqueuse peut être utilisée, cependant la mise en œuvre du matériauva être difficile. Pour résoudre ce problème, il est possible d’utiliser une matrice de viscosité inférieure pour faciliter le procédé de mise en œuvre par extrusion.Deux matrices avec des propriétés physico chimiques identiques mais des viscosités très différentes ont été utilisées pour disperser la charge. Une première partie de l’étude concerne l’identification et l’analyse des mécanismes de dispersion élémentaires, c’est-à-dire la dispersion d'un agglomérat individuel de charge. Ensuite, une extrapolation aux forts taux de charges sera réalisée. Cette partie, correspondant au mécanisme global de dispersion, a été réalisée en mélangeur interne et des techniques de caractérisation tels que la microscopie électronique à balayage avec détection derayons X, les tests mécaniques, la dimension fractale et la rhéométrie dynamique à l’état fondu ont été utilisées. Un modèle rhéologique pour corréler les mesures par rhéométrie dynamique avec l’état de dispersion a été proposé. La dernière partie de l’étude, concerne l’optimisation du procédé de mise en œuvre et de l'état de dispersion par extrusion bivisThe objective of this study is the analysis of the dispersion of mineral fillers within a polymer matrix. This work aims is to increase the fire resistance of a polyolefin by dispersing magnesium hydroxide mineral filler. High amounts of magnesium hydroxide are needed to reach a significant performance of the fire resistance. The high loads induce a degradation of the mechanical properties of the material. In order to obtain a good dispersion and to improve the mechanical properties, a high viscosity matrix may be used. However, this causes problems during the manufacturing of the composite by extrusion because high pressures induced by a highly filled viscous matrix might block the machine. To solve this issue a less viscous matrix can be used to facilitate the processing by extrusion. Two matrices having the same physico-chemical properties but very different viscosities have been used to disperse the filler. The first part of the study concerns the identification and analysis of the elementary mechanism of dispersion, i.e. how an individual agglomerate is dispersed. Then, extrapolation to highly filled systems is carried out. The global mechanism of dispersion has been conducted in an internal mixer and characterization techniques such as scanning electronic microscopy with X-ray detection, tensile test, fractal dimension and dynamic rheometry in the melt have been used. A rheological model relating dynamic rheological measurements and the state of dispersion has been developed. The last part of the study is concerned with the optimization of the fabrication process and the dispersion of filers by twin screw extruder
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Farrell, Troy W. "The mathematical modelling of primary alkaline battery cathodes." Thesis, Queensland University of Technology, 1998.
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Lefaucheur, Charles-Élie. "Étude d’un procédé multi-étapes de traitement pyrométallurgique de déchets industriels spéciaux : application aux boues d’hydroxydes métalliques issues du traitement de surface d’aciers inoxydables." Grenoble INPG, 1999. http://www.theses.fr/1999INPG0100.
Abstract:
Les boues d’hydroxydes métalliques sont des déchets toxiques produits lors du traitement chimique de pièces métalliques. Ces boues renferment beaucoup d’eau et leur composition chimique et minéralogique est diverse et dépendante du processus de production. La boue étudiée contient principalement du fer, du nickel, du chrome, du calcium sous forme hydroxydes ainsi que du fluor et du soufre. Déshydratée puis calcinée, elle devient principalement un mélange d’oxydes métalliques qui peuvent être traités efficacement par des procédés de pré-réduction suivie d’une fusion réductrice en four à arcs électriques. La pré-réduction a été effectuée avec du CO dans un réacteur à lit fixe après détermination de la surface spécifique et de la porosité des granulés ainsi que de la diffusion effective du mélange CO-CO2 mesurée par la méthode du pont de diffusion. La température du lit fixe, la composition du mélange réducteur CO-CO2, le diamètre des granulés et le débit total du gaz, ont permis de mettre en évidence une limitation de type chimique de la réduction. L’histoire thermique du lit a montré que la réduction de la wüstite règle la cinétique de la réduction. Dans la majorité des expériences la réduction est totale en une dizaine de minutes (oxydes de fer et oxyde de nickel). À l’issue de la pré-réduction, la réduction silico-thermique de l’oxyde de chrome présent dans un laitier synthétique basique (40 % CaF2-30 % CaO-15 % MgO-10 % SiO2-5 % Cr2O3) de composition proche de celui obtenu par fusion des pré-réduits a été étudiée à 1550°C. Des creusets en zircone puis des creusets métal/céramique (Mo/MgO), résistants à la corrosion du laitier, ont permis de réaliser, après détermination de la cinétique de mise en équilibre, des expériences d’équilibre thermodynamique et ainsi de mesurer les activités de chacun des constituants du laitier à 1550°C. Les teneurs résiduelles en oxyde de chrome et la solubilité de la magnésie et de la zircone dans le laitier synthétique ont été déterminées
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Bresson, Alexandre. "Techniques d'imagerie quantitatives : fluorescence induite par laser appliquée aux écoulements et aux combustions." Rouen, 2000. http://www.theses.fr/2000ROUES065.
Abstract:
Les techniques de mesures optiques non intrusives développées depuis plusieurs dizaines d'années permettent la mesure des paramètres physiques tels que la température, la concentration des espèces chimiques et la vitesse. Tous ces diagnostics optiques, bien que très performants, sont généralement appliqués en mesures ponctuelles. Le but de la thèse est de développer une ou plusieurs techniques d'imagerie quantitatives et instantanées de température et de concentration. Deux axes d'études complémentaires ont été abordés au cours de ce travail. Il s'agit de la fluorescence induite par laser sur le radical OH pour l'étude des milieux en combustion et de la fluorescence induite par laser d'un traceur moléculaire (acétone) pour l'étude des écoulements non réactifs. Ces deux axes d'étude ont été menés en parallèle avec la même approche : après compilation des données bibliographiques, des modèles de fluorescence induite par laser de ces deux espèces ont été développés. Les résultats de ces modélisations ont servi à sélectionner les meilleures stratégies expérimentales. Des expériences pilotes ont été mises en place en vue de développer ces techniques d'imagerie. Elles consistent en l'utilisation des modèles proposés pour les deux traceurs étudiés afin d'obtenir des images instantanées et couplées de température et de concentration dans différents types d'écoulements (combustion hydrogène-air, mélange de jets,). D'autres applications ont été réalisées sur des bancs d'essais à caractère semi-industriel afin de caractériser l'utilisation de ces techniques dans des conditions de mesures sévères. Les résultats obtenus au cours de ces différentes expériences montrent que l'outil d'imagerie quantitative et instantanée développé est opérationnel
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Johansen, Jonathan Frederick. "Mathematical modelling of primary alkaline batteries." Thesis, Queensland University of Technology, 2007. https://eprints.qut.edu.au/16412/1/Jonathan_Johansen_Thesis.pdf.
Abstract:
Three mathematical models, two of primary alkaline battery cathode discharge, and one of primary alkaline battery discharge, are developed, presented, solved and investigated in this thesis. The primary aim of this work is to improve our understanding of the complex, interrelated and nonlinear processes that occur within primary alkaline batteries during discharge.
We use perturbation techniques and Laplace transforms to analyse and simplify an existing model of primary alkaline battery cathode under galvanostatic discharge. The process highlights key phenomena, and removes those phenomena that have very little effect on discharge from the model. We find that electrolyte variation within Electrolytic Manganese Dioxide (EMD) particles is negligible, but proton diffusion within EMD crystals is important. The simplification process results in a significant reduction in the number of model equations, and greatly decreases the computational overhead of the numerical simulation software. In addition, the model results based on this simplified framework compare well with available experimental data.
The second model of the primary alkaline battery cathode discharge simulates step potential electrochemical spectroscopy discharges, and is used to improve our understanding of the multi-reaction nature of the reduction of EMD. We find that a single-reaction framework is able to simulate multi-reaction behaviour through the use of a nonlinear ion-ion interaction term.
The third model simulates the full primary alkaline battery system, and accounts for the precipitation of zinc oxide within the separator (and other regions), and subsequent internal short circuit through this phase. It was found that an internal short circuit is created at the beginning of discharge, and this self-discharge may be exacerbated by discharging the cell intermittently. We find that using a thicker separator paper is a very effective way of minimising self-discharge behaviour.
The equations describing the three models are solved numerically in MATLABR, using three pieces of numerical simulation software. They provide a flexible and powerful set of primary alkaline battery discharge prediction tools, that leverage the simplified model framework, allowing them to be easily run on a desktop PC.
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Johansen, Jonathan Frederick. "Mathematical modelling of primary alkaline batteries." Queensland University of Technology, 2007. http://eprints.qut.edu.au/16412/.
Abstract:
Three mathematical models, two of primary alkaline battery cathode discharge, and one of primary alkaline battery discharge, are developed, presented, solved and investigated in this thesis. The primary aim of this work is to improve our understanding of the complex, interrelated and nonlinear processes that occur within primary alkaline batteries during discharge. We use perturbation techniques and Laplace transforms to analyse and simplify an existing model of primary alkaline battery cathode under galvanostatic discharge. The process highlights key phenomena, and removes those phenomena that have very little effect on discharge from the model. We find that electrolyte variation within Electrolytic Manganese Dioxide (EMD) particles is negligible, but proton diffusion within EMD crystals is important. The simplification process results in a significant reduction in the number of model equations, and greatly decreases the computational overhead of the numerical simulation software. In addition, the model results based on this simplified framework compare well with available experimental data. The second model of the primary alkaline battery cathode discharge simulates step potential electrochemical spectroscopy discharges, and is used to improve our understanding of the multi-reaction nature of the reduction of EMD. We find that a single-reaction framework is able to simulate multi-reaction behaviour through the use of a nonlinear ion-ion interaction term. The third model simulates the full primary alkaline battery system, and accounts for the precipitation of zinc oxide within the separator (and other regions), and subsequent internal short circuit through this phase. It was found that an internal short circuit is created at the beginning of discharge, and this self-discharge may be exacerbated by discharging the cell intermittently. We find that using a thicker separator paper is a very effective way of minimising self-discharge behaviour. The equations describing the three models are solved numerically in MATLABR, using three pieces of numerical simulation software. They provide a flexible and powerful set of primary alkaline battery discharge prediction tools, that leverage the simplified model framework, allowing them to be easily run on a desktop PC.
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Debeusscher, Sylvanie. "Stockage et caractérisation de l'hydrogène dans les oxydes mixtes à base de cérium-nickel et zirconium ou aluminium." Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10122.
Abstract:
Les oxydes mixtes à base de cérium-nickel et zirconium ou aluminium permettent de stocker de grande quantités d'hydrogène. Afin de déterminer la nature, la réactivité et les propriétés des espèces hydrogène (diffusion, désorption directe ... ), les solides ont été étudiés par différentes techniques physico-chimiques à l'état séché. calciné et partiellement réduit: DRX, porosité, ATG, TPR, TPA, TPD, dosage chimique et diffusion de neutrons (INS), Les solides sont majoritairement mésoporeux avec un diamètre de pore commun à 4 nm. Ils sont constitués d'une phase CeO2, de solution solide Ce-Ni ou Ce-Ni-Zr et de Ni(OH)2 à l'état séché et NiO à l'état calciné. Les espèces Ni se trouvent. dans différents environnements et les interactions fortes entre les cations en solution solide et aux interfaces des différentes particules influencent leur réductibilité et la création de lacunes anioniques. L'activation sous H2 en température est déterminante pour le stockage de l'hydrogène dans le solide alors que l'étape de calcination n'est pas nécessaire. Les analyses par INS mettent en évidence que les espèces hydrogène insérées lors du traitement sous H2 sont des espèces H+ (OH-), hydrures H- et H* (nickel métallique), présentes dans différents environnements chimiques, en particulier pour les hydrures. Toutes les espèces hydrogène participent à la réaction lors du dosage chimique en accord avec le mécanisme d'hydrogénation proposé. L'étude de l'adsorption d'hydrogène montre que celle-ci est rapide et en quantité du même ordre de grandeur que celle mesurée par dosage chimique, La désorption directe de l'hydrogène sous forme H2 est très faible, liés a la présence d'hydrogène en interaction avec le nickel métallique,(H*). Un dégagement d'eau est observé en parallèle, correspondant à l'élimination de groupements hydroxyles, Les especes hydrures quant a elles ne sont pas desorbees. Ces différentes observations ont permis de relier les propriétés des espèces hydrogène à leur localisation dans la structure et de modéliser des sites actifsThe mixed oxides based on cerium-nickel and zirconium or aluminium are able to store large quantities of hydrogen, To determiine nature, reactivity and properties of hydrogen species (spill-over, direct desorption), the solid were studied by different physicochemical techniques in the dried, calcined and partially reduced states: XRD, porosity, TGA, TPR, TPA, TPD, chemical titration and inelastic neutron scattering (INS). Solids are mainly mesoporous with a common pore size at 4 nm, They are constituted of CeO2 phase, Ce-Ni or Ce-Ni-Zr solid solution and of Ni(OH)2 in the dried state and NiO in the calcined state. The Ni species are in various environments and the strong interactions between the cations in solid solution and at different particles interface influence their reducibility and the creation of anionic vacancies. Activation in H2 in temperature is determining for hydrogen storage in the solid while calcination step is not necessary. INS Analyses evidence that the hydrogen species inserted during treatment in H2 are H+( OH-), hydride H- and H* (metallic nickel) species, present in various chemical environments, in particular for hydride species. All kinds of hydrogen species participate to the reaction during the chemical titration in agreement with the proposed hydrogenation mechanism. The study of the adsorption of hydrogen shows that this step is fast and in quantity of the same order as that measured by chemical titration. The direct desorption of H2 is very low, linked to the presence of hydrogen in interaction with metallic nickel (H*-·). Desorption of water is also observed, in parallel, corresponding to the elimination of groups. The hydride species are not desorbed. These various observations allow connecting hydrogen species properties with their localization in the structure and to model active sites
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Debeusscher, Sylvanie. "Stockage et caractérisation de l'hydrogène dans les oxydes mixtes à base de cérium-nickel et zirconium ou aluminium." Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10122/document.
Abstract:
Les oxydes mixtes à base de cérium-nickel et zirconium ou aluminium permettent de stocker de grande quantités d'hydrogène. Afin de déterminer la nature, la réactivité et les propriétés des espèces hydrogène (diffusion, désorption directe ... ), les solides ont été étudiés par différentes techniques physico-chimiques à l'état séché. calciné et partiellement réduit: DRX, porosité, ATG, TPR, TPA, TPD, dosage chimique et diffusion de neutrons (INS), Les solides sont majoritairement mésoporeux avec un diamètre de pore commun à 4 nm. Ils sont constitués d'une phase CeO2, de solution solide Ce-Ni ou Ce-Ni-Zr et de Ni(OH)2 à l'état séché et NiO à l'état calciné. Les espèces Ni se trouvent. dans différents environnements et les interactions fortes entre les cations en solution solide et aux interfaces des différentes particules influencent leur réductibilité et la création de lacunes anioniques. L'activation sous H2 en température est déterminante pour le stockage de l'hydrogène dans le solide alors que l'étape de calcination n'est pas nécessaire. Les analyses par INS mettent en évidence que les espèces hydrogène insérées lors du traitement sous H2 sont des espèces H+ (OH-), hydrures H- et H* (nickel métallique), présentes dans différents environnements chimiques, en particulier pour les hydrures. Toutes les espèces hydrogène participent à la réaction lors du dosage chimique en accord avec le mécanisme d'hydrogénation proposé. L'étude de l'adsorption d'hydrogène montre que celle-ci est rapide et en quantité du même ordre de grandeur que celle mesurée par dosage chimique, La désorption directe de l'hydrogène sous forme H2 est très faible, liés a la présence d'hydrogène en interaction avec le nickel métallique,(H*). Un dégagement d'eau est observé en parallèle, correspondant à l'élimination de groupements hydroxyles, Les especes hydrures quant a elles ne sont pas desorbees. Ces différentes observations ont permis de relier les propriétés des espèces hydrogène à leur localisation dans la structure et de modéliser des sites actifsThe mixed oxides based on cerium-nickel and zirconium or aluminium are able to store large quantities of hydrogen, To determiine nature, reactivity and properties of hydrogen species (spill-over, direct desorption), the solid were studied by different physicochemical techniques in the dried, calcined and partially reduced states: XRD, porosity, TGA, TPR, TPA, TPD, chemical titration and inelastic neutron scattering (INS). Solids are mainly mesoporous with a common pore size at 4 nm, They are constituted of CeO2 phase, Ce-Ni or Ce-Ni-Zr solid solution and of Ni(OH)2 in the dried state and NiO in the calcined state. The Ni species are in various environments and the strong interactions between the cations in solid solution and at different particles interface influence their reducibility and the creation of anionic vacancies. Activation in H2 in temperature is determining for hydrogen storage in the solid while calcination step is not necessary. INS Analyses evidence that the hydrogen species inserted during treatment in H2 are H+( OH-), hydride H- and H* (metallic nickel) species, present in various chemical environments, in particular for hydride species. All kinds of hydrogen species participate to the reaction during the chemical titration in agreement with the proposed hydrogenation mechanism. The study of the adsorption of hydrogen shows that this step is fast and in quantity of the same order as that measured by chemical titration. The direct desorption of H2 is very low, linked to the presence of hydrogen in interaction with metallic nickel (H*-·). Desorption of water is also observed, in parallel, corresponding to the elimination of groups. The hydride species are not desorbed. These various observations allow connecting hydrogen species properties with their localization in the structure and to model active sites
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Sacadura, Jean-Christian. "Etude expérimentale des flammes non-prémélangées hydrogène-oxygène. Caractérisation des champs dynamiques et scalaires." Rouen, 1997. http://www.theses.fr/1997ROUES045.
Abstract:
Les flammes non-prémélangées hydrogène-oxygène stabilisées sur des injecteurs de type coaxial ont été étudiées. La technique de vélocimétrie Doppler laser a été utilisée pour caractériser les champs dynamiques. La tomographie laser a permis de visualiser la structure interne du jet d'oxygène. Les mesures des composantes de vitesse et des fluctuations associées réalisées sur trois injecteurs différents ont révélé l'existence de trois zones principales dans les flammes non-prémélangées hydrogène-oxygène : -la zone du jet d'oxygène -la zone de réaction -la zone d'expansion les effets de la température sur l'augmentation de la vitesse et sur l'atténuation ou la production de la turbulence ont été mis en évidence. Parallèlement les visualisations du jet d'oxygène ont montré l'influence de la turbulence de l'écoulement sur la structure globale de la flamme. La dissymétrie des profils moyens de fluorescence, nous a permis de calculer le coefficient d'atténuation et de déduire le coefficient d'absorption. Les valeurs moyennes du OH dans la flamme ont contribué à l'estimation de la population du niveau pompé et de la concentration totale du radical OH intégré sur la zone de réaction.
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Hamoudi, Amine. "Réaction alcali-silice dans le béton : étude de la dégradation structurale comparée de composés SiO2 (silice amorphe, quartz, silex)." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10113/document.
Abstract:
Les liens qui unissent la structure et les propriétés physiques, chimiques des matériaux sont très importants. En particulier, le degré d’ordre, les défauts cristallins, l’hétérogénéité structurale ou chimique, s’avèrent être des paramètres très pertinents dans la réactivité des matériaux. Ce travail a porté sur l’étude de la réactivité de plusieurs formes de la silice, et permet de montrer l’influence de l’ordre et de la cristallinité sur les processus de vieillissement par la réaction alcali-silice. Dans cette objectif, la réactivité de trois matériaux différents : granulats (silex), quartz et verre de silice a été suivie par différentes techniques d’investigations.Le quartz réagit très lentement, le verre très vite et le granulat de manière intermédiaire. Une analyse plus fine montre que la fraction mal cristallisée, voire amorphe, du granulat réagit préférentiellement.Le caractère désordonné des matériaux suggère l’utilisation de techniques sensibles à l’ordre local : nous avons employé, la spectroscopie d’absorption X (XANES et EXAFS) complétée par la RMN du solide.Les cartographies chimiques obtenues par microscopie électronique (en balayage et en transmission) ou au synchrotron montrent que le potassium K+ diffuse le premier et que le calcium Ca++ pénètre difficilement la structure cristalline de la silice. A l’échelle locale la RMN du silicium montre la dépolymérisation du réseau permet la diffusion des cations Ca++.Le micro-XANES révèle la présence de plusieurs environnements autour des atomes de silicium. L’un consiste en un silicium avec quatre oxygènes premiers voisins et l’autre avec moins de quatre atomes d’oxygènes. D’autre part, l’EXAFS montre l’absence du Ca et/ou K au niveau de la deuxième couche de voisins de l’atome de silicium absorbeur dans un environnement ordonnéThe relationships between the structure and the physical and chemical properties are very important in materials. In particular, the degree of order, the crystal defects and the structural heterogeneities or chemical parameters appear to play a key role in the reactivity of materials. This work is devoted to the study of the reactivity of silica-based materials, and shows of the influence of ordering and crystallinity on the sensitivity to the alkali silica reaction. In this perspective, the reactivity of three different materials: silica glass, aggregates (Flint) and quartz was followed by various techniques. Quartz reacts very slowly whereas the silica glass reacts very quickly, the aggregate exhibiting an intermediate behavior. A closer analysis shows that the amorphous or poorly crystalline fraction of the aggregate reacts preferentially. The role played by these poorly crystalline fractions suggests the use of techniques sensitive to short and medium range order such as: X-ray absorption spectroscopy (XANES and EXAFS) and solid state NMR. Chemical maps obtained by electron microscopy (scanning or in transmission) or at the synchrotron, show that the potassium K+ is the first to diffuse and that penetration of calcium Ca++ is more sluggish in crystalline silica. Locally, silicon NMR analysis shows that depolymerization of the crystalline lattice allows further penetration of calcium. The micro-XANES reveals the presence of several environments around silicon atoms. One exhibits four oxygen first neighbours and the other has less than four oxygen atoms around the silicon. On the other hand, the EXAFS shows the absence of Ca or K in the second layer of neighbouring silicon atom absorber. These results help to advance the understanding of reaction mechanisms occurring in the aggregate altered by the reaction