Dissertations / Theses: 'Performances catalytiques'

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Cojocariu, Ana Mihaela. "Matériaux mésostructurés pour des applications dans les oxydations catalytiques : optimisation de la synthèse et des performances catalytiques." Electronic Thesis or Diss., Montpellier 2, 2010. http://www.theses.fr/2010MON20030.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse a été l'optimisation de la synthèse et des performances catalytiques des matériaux au Ti dans les réactions d'oxydation de plusieurs composés organiques en présence d'H2O2. La partie originale est représentée par la synthèse des oxydes mixtes SiO2-TiO2 par un procède sol-gel non hydrolytique et leur utilisation dans les réactions de sulfoxydation, d'époxydation des oléfines, d'oxydation des hydrocarbures aromatiques et des phénols. Ces matériaux ont été comparés aux matériaux mésoporeux ordonnés de type Ti-MCM-41 et Ti-MCM-48 et le titanosilicalite microporeux TS-1. Le procédé sol-gel non-hydrolytique basé sur l'étherolise et la condensation des précurseurs chlorures a prouvé être une méthode simple de synthèse des xérogels mésoporeux SiO2-TiO2, avec une bonne dispersion des atomes de Ti et des bonnes propriétés texturales, sans recourir au séchage supercritique comme dans le cas des oxydes mixtes obtenus par voie hydrolytique. De plus, ils ont montré une activité catalytique remarquable dans les réactions d'oxydation de tous les composés organiques étudiées en présence d'eau oxygénée (conversions significatives, bonnes sélectivités et efficacités de l'H2O2). Les catalyseurs ont ete stable au recyclage et aucun phénomène de leaching n'a été observé, prouvant que l'oxydation se déroule dans un environnement hétérogène
The objective of this thesis was the optimization of the synthesis and catalytic performances of Ti-containing materials in the oxidation with H2O2 of a wide range of model organic compounds. The original part is represented by the synthesis of SiO2-TiO2 mixed oxides by a non hydrolytic sol-gel procedure and their use in different catalytic reactions like: sulfoxidation, epoxidation of olefins, oxidation of aromatic hydrocarbons and phenols. These materials were compared with ordered mesoporous materials (Ti-MCM-41 and Ti-MCM-48) and microporous titanosilicalite TS-1. The non-hydrolytic sol-gel process based on the etherolysis and condensation of chloride precursors offers a simple one-step route to mesoporous SiO2-TiO2 xerogels with a good dispersion of Ti species and outstanding textural properties, without resorting to supercritical drying procedures as in the case of the mixed oxides obtained by a hydrolytic way. Moreover, these materials exhibited a remarkable catalytic activity in the oxidation with H2O2 of all the organic compounds investigated (significant conversions, good selectivities and H2O2 efficiencies). The catalysts were stable under operating conditions

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Cojocariu, Ana Mihaela. "Matériaux mésostructurés pour des applications dans les oxydations catalytiques : optimisation de la synthèse et des performances catalytiques." Thesis, Montpellier 2, 2010. http://www.theses.fr/2010MON20030.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse a été l'optimisation de la synthèse et des performances catalytiques des matériaux au Ti dans les réactions d'oxydation de plusieurs composés organiques en présence d'H2O2. La partie originale est représentée par la synthèse des oxydes mixtes SiO2-TiO2 par un procède sol-gel non hydrolytique et leur utilisation dans les réactions de sulfoxydation, d'époxydation des oléfines, d'oxydation des hydrocarbures aromatiques et des phénols. Ces matériaux ont été comparés aux matériaux mésoporeux ordonnés de type Ti-MCM-41 et Ti-MCM-48 et le titanosilicalite microporeux TS-1. Le procédé sol-gel non-hydrolytique basé sur l'étherolise et la condensation des précurseurs chlorures a prouvé être une méthode simple de synthèse des xérogels mésoporeux SiO2-TiO2, avec une bonne dispersion des atomes de Ti et des bonnes propriétés texturales, sans recourir au séchage supercritique comme dans le cas des oxydes mixtes obtenus par voie hydrolytique. De plus, ils ont montré une activité catalytique remarquable dans les réactions d'oxydation de tous les composés organiques étudiées en présence d'eau oxygénée (conversions significatives, bonnes sélectivités et efficacités de l'H2O2). Les catalyseurs ont ete stable au recyclage et aucun phénomène de leaching n'a été observé, prouvant que l'oxydation se déroule dans un environnement hétérogène
The objective of this thesis was the optimization of the synthesis and catalytic performances of Ti-containing materials in the oxidation with H2O2 of a wide range of model organic compounds. The original part is represented by the synthesis of SiO2-TiO2 mixed oxides by a non hydrolytic sol-gel procedure and their use in different catalytic reactions like: sulfoxidation, epoxidation of olefins, oxidation of aromatic hydrocarbons and phenols. These materials were compared with ordered mesoporous materials (Ti-MCM-41 and Ti-MCM-48) and microporous titanosilicalite TS-1. The non-hydrolytic sol-gel process based on the etherolysis and condensation of chloride precursors offers a simple one-step route to mesoporous SiO2-TiO2 xerogels with a good dispersion of Ti species and outstanding textural properties, without resorting to supercritical drying procedures as in the case of the mixed oxides obtained by a hydrolytic way. Moreover, these materials exhibited a remarkable catalytic activity in the oxidation with H2O2 of all the organic compounds investigated (significant conversions, good selectivities and H2O2 efficiencies). The catalysts were stable under operating conditions

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Astafan, Amir. "Synthèses, caractérisations et performances catalytiques des zéolithes nanoéponge de type structurale *BEA." Thesis, Poitiers, 2016. http://www.theses.fr/2016POIT2269/document.

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Abstract:

La méthode à privilégier pour améliorer dans les zéolithes la diffusion des réactifs, des intermédiaires réactionnels et des produits est de raccourcir la longueur du chemin diffusionnel, c'est-à-dire de diminuer la taille des cristaux. La croissance des cristallites est fonction de la composition du gel de synthèse, du temps de cristallisation, de la température, etc. La maîtrise de cette croissance permet d'obtenir un large éventail de taille pouvant aller de plusieurs micromètres à seulement quelques dizaines de nanomètres. Dorénavant, il est possible de limiter le chemin diffusionnel à seulement 3 mailles élémentaires en inhibant lors de la synthèse hydrothermale la croissance des cristaux dans une direction privilégiée. Pour cela l'utilisation d'agent structurant organique très particulier de type géminé s'avère indispensable et donne dans le cas de la zéolithe de type *BEA un matériau hiérarchisé avec des cristaux zéolithiques de 4 nm d'épaisseur séparés par des mésopores structurés et réguliers. La morphologie de ce matériau ressemble à une éponge de mer.Deux réactions modèles, hydroisomérisation du n-héxadécane et transformation de l'éthanol en hydrocarbures, démontrent que la diffusion des réactifs et des produits sont optimisées dans les nanoéponges de bêta. La stabilité et la sélectivité du catalyseur se trouvent alors améliorées au détriment, étonnamment, de l'activité. Cela vient du fait que l'extrême diminution de l'épaisseur des cristallites conduit à une augmentation du nombre d'aluminium en bouche de pores qui sont, bien que très accessibles, incapables de catalyser les réactions d'isomérisation et de craquage. Les aluminium proche de la surface externe, contrairement à ceux situés au cœur du cristal ne bénéficient pas des effets longues distances ce qui les rend moins forts
The method to ameliorate the diffusion of reactants, reaction intermediates, and products inside the zeolite is by shortening the diffusion path length, i.e., crystals size. The growth of the crystals is a function of gel composition synthesis, crystallization time, temperature, etc. The mastering of this growth allows to obtain a wide range of the size which ranges from several micrometers to a few tens of nanometers. It is possible now to limit the diffusion path to only three unit cells by inhibiting the crystals' growth in one direction during the hydrothermal synthesis. For that, the use of a peculiar organic surfactant geminate is indispensable, it gives a hierarchical material with zeolitic crystals of 4 nm thickness separated by structured and regular mesopores in the case of *BEA type zeolite. The morphology of this material resembles a sea sponge.Two reaction models, n-hexadecane hydroisomerization and ethanol transformation to hydrocarbons, demonstrate that the reactants and the products diffusion was optimized in the beta nanosponges. Surprisingly the catalyst stability and selectivity were improved instead of activity. In fact this is due to the extreme reducing of the zeolite crystals’ thickness that leads to increase the aluminum number in the pore mouth, which although very accessible, but incapable to catalyze the isomerization and cracking reactions. The aluminums near the external surface, in contrary to those in the crystal heart, do not benefit from the long distance effects, which makes them weaker

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Julian, Aurélie. "Elaboration par coulage en bande et cofrittage de réacteurs catalytiques membranaires multicouches-performances." Phd thesis, Université de Limoges, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00347929.

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Abstract:

Depuis quelques années, un intérêt croissant est porté à la conversion du méthane en gaz de synthèse (H2+CO) pour la production d'hydrogène ou de carburants propres par le procédé GTL. Les réacteurs catalytiques membranaires (CMR) constituent une alternative économiquement intéressante pour cette application.
L'architecture des réacteurs intègre un catalyseur, une membrane conductrice mixte de type La1-xSrxFe1-yGayO3-d et un support poreux actif. Le choix du matériau du support s'est porté sur La0,8Sr0,2FeO3-d, en vue du co-frittage des couches denses et poreuses, ce qui permet d'assurer une continuité chimique et de diminuer les coûts. Des membranes supportées planes LSFG8273/LSF821 et LSFN8273/LSFG8273/LSF821 ont été élaborées par coulage en bande, thermocompression et co-frittage. Les performances du réacteur ont pu être largement améliorées par la présence du support poreux et de la couche catalytique. Enfin, les matériaux ont fait l'objet d'une étude thermomécanique.

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Pinabiau, Maryse. "Préparation, caractérisation et performances catalytiques de réservoirs d'hydrogène "intermétalliques terres rares - nickel oxydes"." Lille 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LIL10116.

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Pinabiau, Maryse. "Préparation, caractérisation et performances catalytiques de réservoirs d'hydrogène "intermétalliques terres rares-nickel oxydes"." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37608932d.

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Boisdron, Nathalie. "Oxydation sélective du propane : performances catalytiques de systèmes oxydes et étude mécanistique de l'oxydéshydrogénation en propène." Lille 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LIL10096.

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Abstract:

L'objet de ce travail est la recherche de catalyseurs sélectifs dans l'oxydation du propane. Dans une première partie le point est fait sur les recherches menées jusqu'à présent. Les travaux publiés ne proposent pas de catalyseurs performants pour la réactions d'oxydéshydrogénation (→propène) ou pour des réactions de fonctionnalisation (→acroléine ou acide acrylique), nous avons donc choisi d'effectuer un screening de catalyseurs potentiels dont nous justifions le choix. Après une description de la préparation des solides testés une première série de tests catalytiques permet de classer les catalyseurs suivant leur aptitude à oxydéshydrogéner ou à fonctionnaliser. La formation de produits oxygénés n'est observée que sur les oxydes de Mo surf silice, le catalyseur le plus sélectif pour la réaction d'oxydeshydrogénation est un V2O5/TiO2. Pour cette dernière réaction, les performances catalytiques peuvent être corrélées avec le modèle cinétique des réactions consécutives: C3H8→C3H6→«COx+H2O». La dernière partie du travail est consacrée à l'étude des V2O5/TiO2 dans la réaction d'oxydéshydrogénation. La nature du support est importante pour la sélectivité en propylène, la quantité de V2O5 déposée et la température n'ont pas contre que peu d'influence dans les domaines étudiés. Une étude cinétique des réactions d'oxydeshydrogénation du propane et de dégradation du propène montre que l'étape limitante de ces deux réactions est l'attaque de la surface du catalyseur par l'hydrocarbure. La technique du potentiel de surface permet la détermination des espèces oxygène réactives: O− pour le propène et O2− pour le propane; cette même technique, en accord avec le modèle des réactions consécutives, montre que le propène est 8 fois plus réactif que le propane pour le catalyseur le plus sélectif

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Poulet, Olivier. "Influence de différents ajouts (alcalins, phosphore, fluor) sur les performances catalytiques d'un catalyseur d'hydrotraitement de type MoS2-Al2O3." Lille 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LIL10057.

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Abstract:

Les catalyseurs d'hydrotraitement sont constitués d'un support (alumine gamma), d'une phase active sulfurée (MoS2 ou WS2) et de promoteurs (Ni ou Co). Dans les formulations récentes, d'autres éléments tels le phosphore, le fluor ou les alcalins sont utilisés. L'étude comparative des catalyseurs MoS2/Al2O3 et MoP/Al2O3, MoP/Al2O3, MoNA/Al2O3, MoCs/Al2O3 à partir de tests physico-chimiques (XPS, microscopie électronique) et de réactions telles que l'hydrogénation de l'isoprène et du toluène, l'hydrodéazotation de la pyridine a permis de mettre en évidence quelques aspects fondamentaux du fonctionnement de ces solides: les ajouts (P, F, Na, Cs) sont en interaction avec les groupes hydroxyles superficiels de l'alumine: ils modifient ainsi la dispersion de la phase active sur le support; les ajouts sont également en interaction avec les feuillets de MoS2, certains même (P, F) pourraient participer à l'architecture du feuillet; une étude détaillée de l'HDN de la pyridine en fonction d'une série de catalyseurs MoNa/Al2O3 et MoCs/Al2O3 à teneur en sodium et en césium variable nous a permis de montrer que les sites responsables de l'hydrogénolyse sont différents de ceux responsables de l'hydrogénation

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Nahama, Florence. "Influence des proprietes acido-basiques de l'oxyde de rhenium supporte sur les performances catalytiques en metathese des olefines." Paris 6, 1996. http://www.theses.fr/1996PA066644.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est l'etude de l'influence des proprietes acido-basiques de l'oxyde de rhenium supporte sur alumine sur les performances catalytiques en metathese des olefines. L'ensemble des donnees de la litterature montre que l'environnement du site actif doit presenter des proprietes acides dont la nature n'est pas definie de facon precise et indiscutable a ce jour. En ce qui concerne l'etude des interactions reo#x - al#2o#3, nous avons montre que le perrhenate s'adsorbe sur l'alumine selon un processus electrostatique. L'adsorption du rhenium est favorisee aux ph acides, inferieurs a 4, et le rhenium adsorbe est en equilibre avec le rhenium en solution. Les resultats d'extraction a l'eau du rhenium sur le catalyseur re#2o#7/al#2o#3 calcine suggerent fortement que le compose de surface est un perrhenate d'aluminium. Les caracterisations de l'acidite de surface du catalyseur par spectroscopie infrarouge indiquent que l'acidite de lewis est indispensable pour l'initiation de la reaction de metathese. C'est la une nouvelle preuve du role de l'acidite de lewis exaltee par l'augmentation de la teneur en rhenium et l'augmentation de la temperature de calcination. Enfin, par adsorptionthermodesorption d'ammoniac, nous avons mis en evidence sur le catalyseur re#2o#7/al#2o#3 une bande caracteristique (autour de 1320 cm#-#1) de l'acidite de lewis du perrhenate d'aluminium. Ce resultat est une seconde indication de la presence de perrhenate d'aluminium a la surface du catalyseur re#2o#7/al#2o#3.

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Marchal, Catherine. "Deshydrogenation oxydante de l'acide isobutyrique : contribution a l'etude des facteurs determinant la stabilite des performances catalytiques des heteropolyanions." Paris 6, 1991. http://www.theses.fr/1991PA066568.

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Abstract:

La deshydrogenation oxydante de l'acide isobutyrique (aib) en acide methacrylique (ama) est une etape cle de nouveaux procedes industriels d'obtention du methacrylate de methyle. L'emploi d'heteropolyanions catalyseurs actifs et selectifs se heurte a un probleme d'instabilite. Ce travail contribue donc a l'etude de l'influence de la nature de l'heteropolyanion, de sa structure et de ses contre-ions; ainsi que des conditions de reaction sur la stabilite des performances catalytiques. La composition chimique de l'heteropolyanion a ete modifiee par insertion d'atomes de tungstene dans l'unite de keggin afin d'ameliorer leur stabilite thermique. Les methodes de caracterisation des melanges d'especes h#4pmo#1#1#-#xw#xvo#4#0 ainsi que leur comportement catalytique ont permis de mettre en evidence l'augmentation du caractere acide de ces solides et la diminution de leur activite lorsque la teneur en atomes de tungstene augmente. Leur emploi comme catalyseurs industriels semble fortement compromis par la diminution de leur activite oxydante des les faibles teneurs en atomes de tungstene. L'influence de la structure cristalline du catalyseur sur la stabilite de ses performances avait ete signalee. La determination des reseaux cristallins de differents systemes molybdovanadophosphoriques a dont ete effectuee. Elle a montre qu'il n'existe pas de correlation simple entre la nature du reseau cristallin, la stabilite du catalyseur et son activite. La caracterisation du systeme catalytiquement actif presente par h#4pmo#1#1vo#4#0 a permis de montrer que dans les conditions de reaction, les atomes de vanadium sont expulses de la structure heteropolyanionique et sont presents a l'etat de contre-ions vo#2#+ (v#i#v) en presence de l'anion pmo#1#2o#4#0#3#- partiellement reduit. La synthese du sel vohpmo#1#2o#4#0 et l'etude de ses performances catalytiques ont confirme l'importance de la presence du cation vanadyle hors de la structure de keggin. Un modele a ete propose pour rendre compte du role de ce cation

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Saab, Elias. "Comparaison des performances catalytiques des systèmes oxydes de Ce, Al et Mn dans l'oxydation totale des particules carbonées et le vaporeformage du méthanol." Littoral, 2007. http://www.theses.fr/2007DUNK0180.

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Abstract:

Les particules carbonées sont une des sources de la pollution atmosphérique. Leur collecte se fait par des filtres à particules suivie par leur élimination par voies catalytiques ou thermiques. Une autre possibilité pour la réduction de la pollution atmosphérique sera de s’orienter vers des sources d’énergies propre en remplacement des énergies fossiles. Dans ce but, des catalyseurs à base de cérium, aluminium et manganèse ont été étudiés dans la combustion du noir de carbone ainsi que dans la réaction de vaporeformage du méthanol afin de produire de l’hydrogène pour les piles à combustibles. Concernant la combustion du noir de carbone, deux types de contacts entre les particules de carbone et le catalyseur ont été étudiés. Le contact faible et le contact fort. Le noir de carbone est caractérisé par la présence de centres paramagnétiques intrinsèques qui sont sensibles à l’oxygène de l’air. La formation de nouvelles espèces attribuables à des spins paramagnétiques localisés à l’interface du catalyseur-NC, est mise en évidence suite au contact fort entre les deux solides. Dans ces conditions, la cérine et contrairement à l’alumine, se montre performante dans la réaction de combustion du noir de carbone. Des catalyseurs xMn/Ce et xMn/Al (x allant de 10-4 à 1) ont été préparés et activés à 600°C. L’ajout de manganèse améliore la réactivité catalytique de ces solides vis-à-vis de la combustion du noir de carbone. L’augmentation de la teneur en manganèse rend l’oxydation du noir de carbone possible à des températures proches de celles obtenues dans un pot d’échappement. Les catalyseurs présentent essentiellement la phase Mn2O3 à leur surface avec une présence plus marquée d’espèces Mn(II) dans le cas de l’alumine par rapport à la cérine. La mise en contact du noir de carbone avec le manganèse déposé sur la cérine provoque la réduction des espèces manganèse et contribue à la réactivité de ces solides. La faible réactivité des catalyseurs Mn/Al a été expliquée par la forte stabilité des espèces manganèse se trouvant sur l’alumine. Tout ces catalyseurs sont totalement sélectifs pour la formation du CO2. Les performances catalytiques de ces solides utilisés dans la réaction de vaporeformage du méthanol pour la production de l’hydrogène gazeux, restent en dessous de celles obtenues pour des catalyseurs à bases d’oxydes de métaux de transition (Cr, Co, Ni, Mo,…) considérés comme l’état de l’art actuel dans ce domaine. Néanmoins, des catalyseurs à base de cuivre imprégné sur un système binaire cérine-alumine, se montrent très performants et prometteurs pour la production de H2 alimentant les piles à combustibles
The carbonaceous particles are one of the sources of the air pollution. Their collection is done by particulate filters followed by their elimination by catalytic or thermal ways. Another possibility for the reduction of the air pollution will be to change towards sources of clean energy to replace fossil energies. To this end, catalysts containing cerium, aluminum and manganese were studied in the combustion of the carbon black like in the reaction of steam reforming of methanol in order to produce hydrogen for fuel cells. Concerning the combustion of the carbon black, two types of contacts between the carbon particles and the catalyst were studied. The weak contact and the strong contact. The carbon black is characterized by the presence of intrinsic paramagnetic centres which are sensitive to oxygen in air. The formation of new species ascribable to localised paramagnetic spins with the interface of catalyst-NC, is highlighted following the strong contact between the two solids. Under these conditions, the ceria and contrary to alumina, is powerful in the reaction of combustion of the carbon black. Catalysts xMn/Ce and xMn/Al (x can change from 10-4 to 1) were prepared and activated at 600°C. The manganese addition improves the catalytic reactivity of these solids in the combustion of carbon black. The increase in the manganese content returns the oxidation of the possible carbon black at temperatures close to those obtained in a muffler. The catalysts present primarily the Mn2O3 phase at their surface with more marked presence of Mn(II) species in the case of alumina compared to the ceria. The setting in contact of the carbon black with the manganese deposited on the ceria causes the reduction of the manganese species and contributes to the reactivity of these solids. The low reactivity of the Mn/Al catalysts was explained by the strong stability of the manganese species being on alumina. All these catalysts are completely selective for the formation of CO2. The catalytic performances of these solids used in the reaction of steam reforming of methanol for the production of the hydrogen gas, remain below those obtained for transition metal oxide bases catalysts (Cr, Co, Ni, Mo,. . . ) considered as the current state of art in this field. Nevertheless, catalysts containing copper impregnated on a binary system ceria-alumina, show themselves very powerful and promising for the production of H2 supplying the fuel cells

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Cherrak, Ahmed. "Dimérisation oxydante du méthane : Contribution au mécanisme par étude comparative des performances catalytiques et du potential de surface de différents oxydes." Lille 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LIL10025.

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Ce travail concerne la reaction du couplage oxydant du methane en presence d'oxygene sur differents oxydes. Nous avons realise une etude bibliographique developpee en rappelant les differents catalyseurs utilises, les mecanismes proposes et les raisons avancees pour la limitation du rendement en ethane et en ethylene. Des tests catalytiques ont ete effectues, ils etudient, entre autre, l'influence de la temperature et du rapport des proportions relatives de methane et d'oxygene sur les performances catalytiques de chaque catalyseur. Nous avons ainsi demontre que l'ethane et l'ethylene reagissent plus rapidement que le methane dont ils sont issus quelles que soient la nature du catalyseur et les conditions operatoires. Nous presentons ensuite une etude caracteristique par la technique du potentiel de surface. Cette derniere nous a permis de determiner la nature de l'espece oxygene intervenant dans le mecanisme de la dimerisation oxydante du methane, ainsi que les vitesses relatives d'adsorption du methane et des c#2. Pour terminer, la correlation entre les resultats obtenus par tests catalytiques et les mesures de potentiel de surface nous a permis de demontrer qu'une importante part de la limitation du rendement en c2 est due a une competition de nature heterogene entre le reactif et les produits.

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Zair, Leïla Fournier Michel. "Oxydation sélective de l'isobutane en acide méthacrylique sur des composés molybdo-vanado-phosphoriques influence de la texture sur les performances catalytiques /." [S.l.] : [s.n.], 2003. http://www.univ-lille1.fr/bustl-grisemine/pdf/extheses/50376-2003-157-158.pdf.

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Ait, Lachgar Khadija. "Oxydation ménagée du n-butane : modification des performances catalytiques du pyrophosphate de vanadyle par ajout de α-Sb2O4 ou par traitement oxydant." Lyon 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LYO10364.

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Ce travail se situe dans le cadre general de l'activation et de la fonctionnalisation des alcanes legers. Les effets de cooperation de phases entre (vo)#2p#2o#7 et a-sb#2o#4 ont ete etudies dans la reaction d'oxydation du n-butane. L'anhydride maleique (am) est majoritaire sur le catalyseur pyrophosphate de vanadyle. Lorsque (vo)#2p#2o#7 est melange mecaniquement avec a-sb#2o#4, la reaction est alors orientee soit vers l'oxydeshydrogenation (en butenes) soit vers l'oxydation menagee (en am), selon la nature (preparation) de a-sb#2o#4. La formation de butenes a ete reliee a une contamination chimique de (vo)#2p#2o#7 par des especes sb (mesures xps, leis, edx - tem). Cette contamination induit une reduction de surface du vanadium (xps) et une baisse de l'acidite (adsorption de pyridine par ftir). Par contre la formation de am a ete correlee a une oxydation du vanadium (xps) sans formation de nouvelle phase (drx, conductivite electrique). La selectivite en am peut etre aussi fortement amelioree par pretraitement d'oxydation a 500c de (vo)#2p#2o#7. Cette exaltation s'explique par un developpement en surface du solide de defauts structuraux (drx) lies a des especes v#5#+ isolees ou en microdomaines (xps, raman, rmn du solide, conductivite electrique).

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Jiménez-Calvo, Pablo Isaí. "Synthèses, caractérisations et performances de matériaux à base de g-C3N4 décorés avec des nanoparticules d´Au pour des applications (photo) catalytiques." Thesis, Strasbourg, 2019. http://www.theses.fr/2019STRAF012/document.

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Abstract:

À ce jour, l’humanité est confrontée simultanément à une crise énergétique et environnementale due principalement à deux facteurs: la croissance démographique et la dépendance aux combustibles fossiles. C'est pourquoi l'urgence d'utiliser des sources d'énergie renouvelables, comme l'énergie solaire est une, solution potentielle. A ce titre, la production d'H2 décarboné par dissociation solaire de l'eau est une voie prometteuse. Néanmoins, pour atteindre l'objectif mentionné, il faut trouver un système photocatalytique (semi-conducteurs, SCs) idéal, qui nécessite quatre caractéristiques majeures: (1) une bonne capacité d'absorption de la lumière visible (2) des positions adéquates de BV et BC des SCs par rapport aux potentiels d’oxydation de l’eau et de réduction du proton (3) une utilisation efficace des photons absorbés et charges générées et (4) une bonne stabilité dans le temps. À cette fin, cette thèse contribue à la conception et à l’optimisation de trois matériaux innovants: les composites Au/g-C3N4, Au/TiO2 (P25)-gC3N4, et Au/TiO2 (NTs)-gC3N4 dont l’activité photocatalytique a été corrélé avec les propriétés physico-chimiques pour comprendre leurs performances photocatalytiques de production d'H2 sous irradiation solaire et visible. De manière annexe, certains de ces matériaux se sont également montrés performants pour les conversions du CO. Pour mettre en évidence l'efficacité des composites préparés, des études comparatives ont été testées en utilisant des références commerciales, pertinentes et les mélanges physiques correspondant
To date, mankind is facing an energy and environmental crisis simultaneously due to mainly two factors: growth population and the dependency on fossil fuels. For this reason, the urgency of using renewables sources, e.g., solar energy, is a potential solution. For example, non-carbon based H2 production from solar light driven water photodissociation is a promising approach. Nevertheless, to target the mentioned objective, an ideal photocatalytic system (semiconductors, SCs) has to meet four main features: (1) capacity of absorption of visible-light (2) suitable VB and CB positions of SCs to undergo the two half reactions of water splitting (3) efficient use of absorbed photons and generated charges and (4) good stability over time. For this purpose, this thesis contributes to the design and optimization of three innovative materials: Au/g-C3N4, Au/TiO2 (P25)-gC3N4, and Au/TiO2 (NTs)-gC3N4 composites. Their photocatalytic activities were correlated with their physico-chemical properties. In addition some of these composites also exhibited interesting CO conversion yields. To highlight the efficiency on the as-prepared composites, comparative studies were tested using commercial, pertinent references, and physical mixtures homologs

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Gola, Annabelle. "Influence des techniques de desalumination de la zeolithe y sur ses proprietes physicochimiques et sur ses performances catalytiques en hydrocraquage du n-decane." Paris 6, 1996. http://www.theses.fr/1996PA066824.

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Abstract:

Des echantillons de zeolithe y desaluminee possedant une teneur constante en atomes d'aluminium de charpente et des quantites variables en especes extra-charpente ont ete prepares et caracterises. Le role des efal en hydrocraquage a ete etudie. Les methodes employees pour desaluminer la zeolithe y consistent en un steaming suivi de traitements par des solutions aqueuses d'acide nitrique, d'hexafluorosilicate d'ammonium ou d'acide ethylenediaminetetraacetique disodique. La composition chimique des echantillons obtenus montre que seules les solutions d'hexafluorosilicate d'ammonium ou d'acide ethylenediaminetetraacetique disodique permettent d'eliminer une quantite variable d'efal en conservant le rapport (si/al) de charpente constant. Differentes natures d'efal sont mises en evidence. Leur localisation, ainsi que la facilite d'extraction par les differents reactifs sont proposees. Le volume mesoporeux des echantillons traites a l'acide nitrique et l'edta disodique augmente, alors que l'hexafluorosilicate d'ammonium conduit a un depot de silice. L'acidite de la zeolithe steamee est plus faible que celle des autres, en nombre et en force. La reaction choisie pour l'etude catalytique est l'hydrocraquage du n-decane, sous haute pression d'hydrogene et a 260c. Les catalyseurs bifonctionnels sont prepares par deux methodes differentes : melange mecanique de platine sur alumine et de zeolithe, ou impregnation a sec de platine sur la zeolithe. Dans ce dernier catalyseur, la distance des sites actifs hydrogenants et acides est faible, ce qui conduit a de forts rendements en produits isomerises du n-decane. La teneur en efal, leur nature, la texture et l'acidite des zeolithes ont peu d'influence sur les performances catalytiques. Seule la zeolithe steamee conduit, dans certaines conditions, a une activite et/ou une selectivite plus faible.

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Azgui, Samira. "Comparaison des performances catalytiques entre un réacteur à lit fixe et un réacteur à lit fluidisé : application à la réduction des oxydes d'azote." Compiègne, 1997. http://www.theses.fr/1997COMP1036.

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Abstract:

Les informations empiriques (température, pression partielles. . . ) obtenues sur un catalyseur solide, permettent d'établir sa spécificité envers une réaction donnée. Néanmoins, la catalyse hétérogène étant définie comme un phénomène de contact, il est important d'associer aux conditions opératoires habituellement traitées l'influence du mode de mise en œuvre. Nous avons établi une méthodologie expérimentale qui consiste à mener à l'identique la réduction catalytique et sélective du monoxyde d'azote (SCR) par l'ammoniac, sur V205/Ti02-SiO2 sous forme de poudre, et cela dans deux types de réacteurs de taille identique (lit fixe et lit fluidisé). A faible température, la réactivité de NO et NH3 est particulièrement sensible à la nature du réacteur. Le réacteur à lit fluidisé améliore la conversion de NH3 quelles que soient les conditions opératoires. Le résultat le plus significatif étant essentiellement une évolution de la stoechiométrie, accentuée par le réacteur à lit fluidisé qui semble de ce fait favoriser la formation du protoxyde d'azote (gaz nocif). Par conséquent, le mécanisme réactionnel évolue avec la nature du réacteur, donc du mode de mise en contact du catalyseur solide avec le mélange réactionnel.

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BAYER, RENAUD. "Caracterisation des contre-ions vanadyle et cuivre de polyoxometallates. Influence de ces contre-ions sur les performances catalytiques en oxydeshydrogenation de l'acide isobutyrique." Paris 6, 1995. http://www.theses.fr/1995PA066252.

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Abstract:

La synthese et la caracterisation de composes contenant du vanadium et/ou du cuivre en contre-ions de polyoxometallates a structure de keggin ont ete effectuees. La reactivite de ces solides pour la deshydrogenation oxydante de l'acide isobutyrique en acide methacrylique a ete etudiee. Les performances catalytiques augmentent avec la quantite de cations vo#2#+ ou cu#2#+ en contre-ions de l'entite polyoxometallique pmo#1#2o#4#0 jusqu'a un rapport de, respectivement, 1,5 en vanadium/phosphore et 0,5 en cuivre/phosphore. Pour des valeurs superieures a ces rapports, il est observe une diminution des performances catalytiques. Un optimum de formulation pour la serie de catalyseurs (vo)#xcu#yh#zpmo#1#2o#4#0 (x+y+z=3) a ete determine et les roles du vanadium et du cuivre au cours de la reaction catalytique ont ete expliques. Il est propose que le vanadium joue un role en surface du solide en favorisant une adsorption preferentielle de l'acide isobutyrique. La formation de l'acide methacrylique se ferait sur les entites polyoxometalliques (pmo#1#2o#4#0)#3#-. En outre, le vanadium semble avoir une influence au cur du solide en ameliorant les transferts electroniques entre les anions (pmo#1#2o#4#0)#3#-. Le cuivre favorise la reoxydation du catalyseur en agissant comme activateur d'oxygene. La presence simultanee du vanadium et du cuivre est a l'origine d'un effet cooperatif qui se traduit par une activite accrue du catalyseur pour l'oxydeshydrogenation de l'acide isobutyrique. Une etude par resonance paramagnetique electronique du catalyseur vohpmo#1#2o#4#0, compose actif et selectif, montre que le vanadium est coordine aux entites pmo#1#2o#4#0 a la temperature de reaction. Ceci tendrait a renforcer l'hypothese selon laquelle le vanadium joue le role de relais electronique entre les entites polyoxometalliques pmo#1#2o#4#0

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Blanchard, Pascal. "Synthèse de catalyseurs CoMo/Al2O3 par ajout d'un agent complexant. Amélioration de leurs performances catalytiques en hydrodésulfuration de gazoles lourds par ajout de dopants." Lille 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LIL10041.

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Abstract:

La désulfuration profonde des charges pétrolières est une étape indispensable pour l'obtention de gazoles répondant aux nouvelles normes antipollution. Pour diminuer les teneurs en composes soufres, il est nécessaire d'améliorer la formulation des catalyseurs actuels como/al#2o#3. Ces catalyseurs sont en général préparés par imprégnation à sec d'une solution aqueuse de mo et Co sur une alumine gamma. Dans ce travail, deux voies ont été choisies. La première partie propose une nouvelle méthode de synthèse de ces catalyseurs qui permet, grâce à l'ajout d'un agent complexant (ethylenediamine) dans la solution d'imprégnation, de préparer des catalyseurs à haute teneur en molybdène (5,2 at/nm#2) en évitant la formation d'oxydes massiques tels moo#3, comoo#4 et co#3o#4 et en augmentant ainsi l'activité par gramme de catalyseur. La deuxième partie concerne l'effet de l'introduction d'éléments dopants sur le système como/al#2o#3. Les trois dopants proposes ont permis d'augmenter l'activité en hds des gazoles. Les études physicochimiques de la genèse des phases actives ont permis une corrélation avec l'augmentation des activités observées.

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Rua, Gonzalez Diego. "Synthèse de matériaux catalytiques de type oxydes mixtes pour la production de méthanol par la précipitation en flux continu en système microfluidique." Electronic Thesis or Diss., Strasbourg, 2024. http://www.theses.fr/2024STRAF001.

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Abstract:

Le réchauffement climatique est une préoccupation pour les générations actuelles et futures en raison de l'augmentation des émissions de gaz à effet de serre (GES) dans l'atmosphère, principalement dues à la dépendance aux combustibles fossiles. L'utilisation de carburants alternatifs tels que le méthanol durable produit à partir de H2 renouvelable et de CO2 contribuerait à réduire les émissions de GES et les effets du changement climatique. La synthèse du méthanol à partir de matières premières riches en CO2 se fait préférentiellement en utilisant un catalyseur solide composé de CuO, ZnO et ZrO2. Ce type de catalyseur peut être produit par coprécipitation des espèces métalliques à l'aide d'un dispositif microfluidique, avec des avantages qui ont été démontrés par rapport aux catalyseurs synthétisés par coprécipitation discontinue. Dans ce travail, différents catalyseurs pour l'hydrogénation du CO2 en méthanol ont été synthétisés en utilisant la technique microfluidique dans différentes conditions, afin d'explorer différents paramètres de synthèse pouvant conduire au développement de catalyseurs plus actifs. Les différences de propriétés et d'activité entre un catalyseur synthétisé par la méthode microfluidique et un autre synthétisé par la méthode batch ont été étudiées, suivies d'une exploration des effets du temps de vieillissement et de la température de coprécipitation sur les catalyseurs. Enfin, l'effet de différentes compositions de catalyseurs sur les propriétés et l'activité a été déterminé, en étudiant différentes teneurs en CuO, l'utilisation de CeO2 comme promoteur et l'utilisation de In2O3 comme promoteur et comme métal actif
Global warming is a concern for the current and future generations due to the increasing greenhouse gases (GHG) emissions to the atmosphere, mainly due to the dependence on fossil fuels. The use of alternative fuels such as sustainable methanol produced from renewable H2 and from CO2 would contribute to reduce the GHG emissions and the effects of climate change. The synthesis of methanol using CO2 rich feedstock is preferentially done by using a solid catalyst composed of CuO, ZnO and ZrO2. This type of catalyst can be produced by coprecipitation of the metal species using a microfluidic device, with advantages that have been demonstrated over catalysts synthesized by batch coprecipitation. In this work, different catalysts for the hydrogenation of CO2 to methanol were synthesized using the microfluidic technique under different conditions, in order to explore different synthesis parameters that could lead to the development of more active catalysts. The differences in the properties and activity between a catalyst synthesized by the microfluidic method and another synthesized by the batch method were investigated, followed by an exploration of the effects of the aging time and the coprecipitation temperature on the catalysts. Lastly, the effect of different compositions of catalysts on the properties and activity were determined, by investigating different CuO contents, the use of CeO2 as a catalyst promoter, and the use of In2O3 as a catalyst promoter and as active metal

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Gouerec, Pascal. "Electrocatalyse de la reduction de l'oxygene par des chelates de cobalt con4 : effet du traitement thermique sur l'evolution de la structure macrocyclique et des performances catalytiques." Paris 6, 1996. http://www.theses.fr/1996PA066574.

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Abstract:

Dans le cadre des recherches sur l'obtention de catalyseurs efficaces pour la reduction de l'oxygene dans les piles a combustible, l'utilisation de macrocycles de metaux de transition disperses sur des charbons de grande surface specifique, en remplacement du platine, est une des voies envisagees. Afin d'en ameliorer les performances catalytiques, le cobalt, dans une configuration tetraazotee, disperse sur un charbon actif est traite thermiquement a des temperatures comprises entre 500 et 900c. Des modifications structurales profondes des macrocycles apparaissant lors des pyrolyses ainsi que la nature des interactions macrocycles-charbon ont ete mises en evidence grace a l'utilisation de diverses techniques spectroscopiques (rpe, xps et tof-sims). A ces caracterisations de structures presentes sur la surface des charbons est combine le suivi de leurs comportements catalytiques vis-a-vis de l'oxygene (selectivite de la reaction, activite) par utilisation de methodes electrochimiques classiques (etd, edg). De cette etude, il a ete etabli que les meilleures performances catalytiques sont associees a une conservation de la structure macrocyclique en interaction avec le support via une probable liaison metal-oxygene. Toutefois, la plus grande stabilite des performances catalytiques est observee avec les catalyseurs dont la structure chelatee est completement detruite c'est-a-dire pour un traitement thermique de 800c. Des manipulations concernant le vieillissement des catalyseurs ont ete realisees et les raisons, de la perte des performances, cernees, a savoir la demetallation des catalyseurs. L'observation d'une activite residuelle est interpretee sur la base d'un cycle catalytique incluant differents etats d'oxydation de l'azote.

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M'Nasri, Najib. "Elaboration de nanomatériaux composites métal@nanoparticules de silice mésoporeuses (MSN) : étude des performances catalytiques en phase aqueuse et des propriétés d'adsorption sélective du diiode en phase gaz." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20199.

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Abstract:

Ce travail a concerné l'étude de la fonctionnalisation métallique et du contrôle morphologique de nanoparticules de silice mésoporeuse appelées MSN. La voie de fonctionnalisation par synthèse directe a été privilégiée et a consisté en une encapsulation des précurseurs métalliques dans la phase porogène. L'insertion de cuivre, palladium, platine, argent or et de bimétalliques Cu/Pd et Pd/Pt a été réalisée. Il résulte de cette approche une localisation des nanoparticules métalliques dans les pores et d'une grande accessibilité des fonctionnalités à l'origine des excellentes performances catalytiques mesurées. Ces performances et le recyclage du catalyseur Cu@MSN ont été démontrés pour des réactions de Huisgen et de Sonogashira. Il a également été étudié l'adsorption de l'iode moléculaire en phase gaz sur des MSN fonctionnalisées par des nanoparticules d'argent avec d'excellentes capacités de rétention
The objective of this thesis was to develop efficient synthesis routes to prepare mesoporous silica-based nano-sized particles, designated as MSN, with controllable morphology and derivatised with selected transition metals. One-pot preparation and surface functionalisation procedures based on the insertion of the metal-phase precursor into the porogen aggregates were thoroughly optimised leading to silica particles containing such single metals as copper, palladium, platinum, silver or gold, as well as a two-metal phase of copper and palladium or that of palladium and platinum. It was demonstrated that the highly dispersed metal phase was localised on the pore surface and therefore it was readily accessible to the target chemicals on which to base the catalytic performance of the resulting materials. Among others, the remarkable catalytic performance of the Cu@MSN material in Huisgen and Sonogashira reactions and its propensity to undergo efficient recycling were proven through laboratory-scale testing. Experimental study of the selective adsorption of iodine vapour onto MSN supports functionalised with silver nanoparticles indicated an excellent retention capacity of such materials

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Crusson-Blouet, Emilie. "Optimisation des performances catalytiques des sels de l'acide H4PVMo11O40 dans l'oxydéshydrogénation de l'acide isobutyrique. Caractérisation du rôle du cuivre et du vanadium par RPE et RMN solide 51V." Lille 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LIL10005.

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Abstract:

Les heteropolycomposes de type kegin sont des catalyseurs interessants pour l'oxydeshydrogenation de l'acide isobutyrique (aib) en acide methacrylique (ama). Afin d'etre envisageable industriellement, cette reaction etape cle de la synthese du methacrylate de methyle necessite des cataleurs performants: actifs, selectifs et stables dans le temps. Le present travail est oriente vers la recherche d'un heteropolycompose optimal de type keggin. Le systeme h#4pvmo#1#1o#4#0 est retenu du fait de ses bonnes proprietes oxydantes. La substitution de un ou plusieurs protons par des cations metalliques est entreprise dans le but d'ameliorer ses performances. Cu#0#. #5h#3pvmo#1#1o#4#0 apparait comme le catalyseur le plus actif et le plus selectif de la serie. La selectivite en ama peut egalement etre augmentee de 4 points en le supportant sur silice macroporeuse. Le test en duree de vie du sel acide de cuivre massique presente de plus une stabilite appreciable de 200 jours. L'etude rmn #5#1v, dans le cas de l'acide et de ses sels, indique qu'avec le depart des molecules d'eau de constitution de la structure de keggin, une partie du vanadium (v) est ejectee de l'unite de keggin sous forme tetraedrique; ce vanadium (v) est en interaction complexe avec des especes paramagnetiques. Ces interactions sont maximales pour le vanadium en presence d'un contre-ion cuivre. D'autre part, pour cu#0#. #5h#3pvmo#1#1o#4#0, la rpe indique la presence de cuivre octaedrique lacunaire qui, suite au test catalytique, est en interactions complexes avec les especes v#4#+. La synergie entre cu#2#+ et v#4#+ est responsable de l'amelioration des performances catalytiques. Une desactivation s'effectue conjointement au rapprochement des especes paramagnetiques, rapprochement entrainant une inhomogeneite du catalyseur.

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Le, Bras Solène. "Etude de catalyseurs Pt-Pd supportés sur spinelle MgAl2O4 pour la dépollution automobile : synthèse, stabilité hydrothermale et perfomances catalytiques." Thesis, Limoges, 2015. http://www.theses.fr/2015LIMO0053/document.

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Abstract:

L’amélioration de la qualité de l’air est un enjeu majeur pour la santé et l’environnement. Le challenge pour les fabricants de convertisseurs catalytiques pour la dépollution automobile est d’optimiser leur formulation pour répondre aux normes réglementant les émissions polluantes se durcissant, tout en rentabilisant l’utilisation de métaux précieux dont les ressources s’épuisent. Dans cette thèse, un nouveau support catalytique MgAl2O4 méso-poreux a été synthétisé par atomisation d’un sol aqueux contenant un copolymère tri-blocs. Les nano-cristallites de MgAl2O4 en contact quasi-ponctuel permettent d’atteindre des taux de dispersion de la phase active Pt-Pd supérieurs à ceux d’un catalyseur d’oxydation Diesel commercialisé, pris comme référence par la société Renault. La phase active d’un catalyseur 2,5%m.PtPd(3:2)[450°C]/MgAl2O4[900°C] présente une stabilité hydrothermale similaire à celle ce dernier grâce aux ancrages chimiques (croissance épitaxiale, solutions solides) et mécaniques (marches atomiques, pores). Bien que la totalité des métaux précieux ne soit pas accessible (insertion, encapsulation) pour l’oxydation du CO, des HC et de NO, les performances catalytiques atteintes par ce catalyseur au cours de vieillissements hydrothermaux sont comparables à celle d’un DOC de référence. La conversion des HC est similaire à celle du DOC de référence et dépendante de la concentration locale des sites actifs. La conversion du CO est légèrement pénalisée car les particules sont de trop petite taille et à l’état oxydé. Enfin, ce catalyseur ne réduit pas les NOx, en revanche il assure une oxydation plus importante de NO en NO2 après vieillissement hydrothermal que le DOC de référence, ainsi que le stockage de NO2. Cela représente un avantage majeur pour le bon fonctionnement du filtre à particules situé en aval du DOC
The improvement of air quality is a major issue for the health and the environment. The challenge for the manufacturers of catalytic converters for automotive depollution is to optimize their formulation to meet the standards regulating the polluting emissions hardening, while making a profitable use of the precious metals whose resources are becoming exhausted. In this thesis, a new, mesoporous, MgAl2O4, catalytic support was synthesized by atomization of an aqueous sol containing a tri-block copolymer. The MgAl2O4 nanocristallites in point contact enable to reach higher dispersion rates of the Pt-Pd active phase than those of a commercialized DOC taken as reference by Renault. The active phase of the 2,5%m.PtPd(3:2)[450°C]/MgAl2O4[900°C] catalyst presents similar hydrothermal stability to that of the reference DOC thanks to chemical anchoring (epitaxial growth, solid solutions) and mechanical anchoring (atomic steps, pores). Although the totality of the precious metal content is not accessible (insertion, encapsulation) for CO, HC and NO oxidation, the catalytic performances reached by this catalyst during hydrothermal aging are comparable with that of the reference DOC. The conversion of the HC is similar to that of the reference DOC and depends on the local concentration of the active sites. The CO conversion rate is slightly penalized since the particles are too smalls and in an oxidized state. Lastly, this catalyst does not reduce NOx but ensures a more important oxidation of NO in NO2 after a hydrothermal aging than the reference DOC and also the storage of NO2 which have a positive impact on the proper functioning of the downstream diesel particulate filter

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Mercier, Anne-Gaelle. "Etude et réalisation de couches actives de PEFMC architecturées." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENI050.

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Abstract:

Les piles à combustible de type PEMFC constituent un maillon essentiel du cycle utilisant l'hydrogène comme vecteur d'énergie afin de permettre l'utilisation des énergies renouvelables. Cependant, leur développement connaît encore des limitations en termes de performances initiales, de coût et de durabilité. Cette thèse se concentre sur les couches actives des électrodes dont le catalyseur, souvent du platine, peut représenter jusqu'à 25% du coût global. Un des enjeux a ainsi été de mieux comprendre le fonctionnement de ces électrodes, qui peut être inhomogène, afin d'améliorer la distribution du platine dans la couche active et optimiser son utilisation. Pour cela, des électrodes « architecturées », c'est-à-dire avec des chargements en platine variables au sein de la couche active, ont été réalisées grâce à la flexibilité de deux procédés d'impression : le jet d'encre et la sérigraphie. Une adaptation de la formulation des encres catalytiques et des paramètres d'impression a permis la mise en œuvre de ces deux procédés et la réalisation de couches actives présentant une large gamme de chargements en catalyseur (0,05mgPt/cm² à 0,5mgPt/cm²). Différentes distributions de platine ont été étudiées et comparées à des couches actives uniformes: dans le plan d'une part, à l'échelle dent/canal de la plaque bipolaire et à l'échelle entrée/sortie, et dans l'épaisseur d'autre part. Les architectures ont permis de mettre en évidence différentes contributions de la couche active suivant sa localisation sous la plaque bipolaire et ainsi de proposer des modifications de sa structure qui peuvent être réalisées grâce aux procédés d'impression. Par ailleurs, la durabilité des structures les plus pertinentes a été évaluée par des essais de longue durée qui ont montré qu'il est possible de réduire la pente de dégradation par la modification de la distribution du platine
PEM fuel cells stand for an essential link in the cycle using hydrogen as an energy carrier.However, their development is still limited by initial performance, costs and durability.This study focuses on the electrode catalyst layer which contains most of the time platinum, anexpensive catalyst that can represent 25% of the overall cost of a system. Thus, one of the issues hasbeen to provide a better understanding of electrode operating, which can be heterogeneous. The aim ofthis study is particularly to enhance platinum distribution in the catalyst layer to optimize itsutilization.Architectured electrodes, that is to say with variable platinum loading inside the catalyst layerhave been developed thanks to the flexibility of two printing processes : inkjet printing and screenprinting. The adjustment of catalyst ink formulation and printing parameters enabled to fabricatecatalyst layers with a wide range of platinum loading, from 0,05mgPt/cm² to 0,5mgPt/cm². Severalplatinum distributions were compared to uniform catalyst layers at different scales: the scale of ribsand channels and of gas inlet and oultet of bipolar plate, as well as through the catalyst layer thickness.Electrodes architecture enabled to point out different contribution of catalyst layers according to itslocalizing under the bipolar plate and to suggest modifications of its structure that provide an increaseof performance.Otherwise, the estimation of lifetime of several architectures thanks to ageing tests in loadcycling mode showed that these structures enabled to reduce their performance decay rate

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Tête, Johann. "Oxydation catalytique du propane en acide acrylique, optimisation des performances en mode pulsé et cinétique de réoxydation." Compiègne, 2003. http://www.theses.fr/2003COMP1485.

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Abstract:

L'oxydation du propane en acide acrylique sur catalyseur MoVTeNbO est étudiée dans l'optique d'une application en réacteur à lit circulant (RLC). Pour cela un réacteur à alimentation pulsée innovant a été spécialement conçu pour simuler le découplage spatial tout en s'affranchissant de l'étude de l'écoulement hydrodynamique d'un RLC. Ainsi dans ce dispositif un lit fixe de catalyseur est balayé alternativement par un mélange oxydant puis réducteur. En dépit d'un effet quantifié de relaxation, ce découplage temporel est exagéré afin de pouvoir travailler dans des conditions opératoires différentes en réduction et régénération. Plusieurs pulses réducteurs (oxydants) sont en fait successivement injectés. Cette succession de pulses permet des études en fonction du degré d'oxydation du catalyseur. Plusieurs études sur l'optimisation des conditions opératoires ont permis d'expliciter des domaines de fonctionnement menant à des sélectivités et des conversions des plus correctes. Mais un état d'oxydation conduisant à des performances catalytiques optimales est surtout défini. En deçà une dégradation irréversible du catalyseur est observée ; bien au-delà, la formation d'une phase inactive MoO3 est supposée. Une autre forme de dégradation irréversible est observée lorsque la réduction sur un cycle est excessive. L'omniprésence de ces risques de désactivation explique les moindres performances annoncées par quelques auteurs. De plus et en dépit de certaines publications sur le sujet, l'intérêt d'une activation sous atmosphère oxydante est prouvée, et constitue l'essentiel des perspectives de recherches préconisées. Elle est comparée à la pré-calcination définie par certains. Enfin un modèle cinétique de la régénération est proposé. Il montre l'existence de deux sites catalytiques distincts, l'un sélectif, l'autre favorisant la combustion
The propane oxidation into acrylic acid is studied on MoVTeNbO catalyst. The application target is a circulating fluid bed reactor (CFB). In this aim, a innovating set up is developed order to simulate the kinetic part of the spatial decoupling. Thus a fixed bed is altemately scanned by oxidant mixture and then by a reducing mix. Ln spite of a qantified effect of relaxation, this temporal decoupling is exaggerated order to authorize different operating conditions between reoxidation and reduction. Moreover several oxidant (or reducing) pulses are successively injected. By this means, it is possible to follow the performances versus the oxidation state of catalyst. The performances are optimised thanks to several studies on the parameters such as the relative pressure of oxygen, the temperature of reoxydation,. . . But a precise oxidation state winch enables optimal catalytic performances is defined. Before this irreversible degradation of the activity of the catalyst is observed. Beyond this, the formation of MoO3 is supposed and conducts to irreversible transformation of the catalyst and its properties. In this optimal state, another irreversible degradation could be observed : a decrease of the selectivity when reduction during one cycle is to high. The omnipresence of tins potential degradation explains the poor performances aunced a lot of papers on the same MoVTeNbO catalyst. Moreover and spite of few publications on the subject, an activation under oxidant atmosphere is proved and is in fact the most important recommended outlook. Finally a kinetic model is proposed for the reoxydation. It shows two different catalytic sites, the first is selective and the second favours combustion

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Ayadi, Hana. "Catalyseurs performants pour le traitement de la pollution organique azotée par Oxydation en Voie Humide Catalytique." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSE1273/document.

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Abstract:

Des catalyseurs à base d'oxyde de manganèse ont été préparés par différentes voies et évalués dans l'Oxydation en Voie Humide Catalytique de l'ammoniaque. Les catalyseurs sont actifs, sélectifs en diazote et stables dans les conditions de la réaction. Diazote et nitrite sont des produits primaires de la réaction. Une étude approfondie de l'effet des paramètres opératoires (teneur en manganèse, pression partielle en oxygène, concentration en ammoniaque, pH initial de la solution, charge de surface du catalyseur) sur les performances catalytiques a été réalisée. La sélectivité en diazote est favorisée lorsque i) la quantité de catalyseur est faible, ii) le rapport nO2/nNH4+ est proche de la stœchiométrie (˜ 0,75) et iii) le pH au point de charge nulle du catalyseur est neutre. Bien qu'un pH fortement basique (pH 13) améliore l'activité catalytique, la conversion nitrite en nitrate est inhibée et la sélectivité en diazote est dégradée. D'un point de vue cinétique, les ordres partiels par rapport à l'oxygène et à l'ammoniaque sont de 0 et 1, respectivement. L'étude de l'influence de l'état d'oxydation du manganèse (+II, +III et +IV), en présence d'oxydes de manganèse massiques commerciaux ou de catalyseurs à base d'oxyde de manganèse supporté sur cérine, montre que le site actif serait constitué d'une paire Mn(+III)/Mn(+IV). La réaction « fait son site » et les oxydes pour lesquels le manganèse est initialement présent à un faible degré d'oxydation se trouvent fortement modifiés en cours de réaction. Une synergie entre le manganèse et le cérium est également confirmé, impliquant les deux couples redox Mn(+III)/Mn(+IV) et Ce(+III)/Ce(+IV) de manière concertée
Manganese oxide-based catalysts have been synthesized through different routes and evaluated in the Catalytic Wet Air Oxidation of ammonia. Such catalysts are active, selective towards molecular nitrogen and stable under the applied reaction conditions. Molecular nitrogen and nitrite are primary products. A detailed study of the impact of the operating conditions (manganese content, oxygen partial pressure, ammonia concentration, initial pH, and charge at the catalyst surface) on the catalytic performances was carried out. The selectivity in molecular nitrogen is optimum when i) the amount of catalyst is low, ii) the ratio nO2:nNH4+ is close to stoichiometry (˜ 0.75) and ii) the pH at the point of zero charge of the catalyst is neutral. Although strongly basic conditions (pH 13) improve the catalytic activity, the conversion nitrite to nitrate is inhibited and the selectivity in molecular nitrogen is degraded. From a kinetic point of view, the reaction order with respect to oxygen and ammonia are 0 and 1, respectively. The influence of the oxidation state of manganese (+II, +III and +IV) in the presence of bulk manganese oxides or ceria-supported manganese oxides indicated that the active site would consist of a pair of Mn(+III) and Mn(+IV). The reaction makes the active site and the oxides where manganese is initially present at a low oxidation state are markedly modified upon reaction. A synergy between manganese and cerium is also confirmed, involving the two Mn(+III)/Mn(+IV) and Ce(+III)/Ce(+IV) redox couples in a concerted way

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Zamboni-Corredor, Ingrid-Rocio. "Préparation et étude de systèmes catalytiques Fe/CaO performants pour la pyrolyse/gazéification de la biomasse "Miscanthus" et la capture de CO2." Thesis, Strasbourg, 2013. http://www.theses.fr/2013STRAF037.

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Abstract:

Améliorer la production en hydrogène dans les procédés de conversion des ressources renouvelables telles que la biomasse est un réel challenge dans le contexte de la production d’énergie propre et efficace. En effet, dans le procédé de conversion de la biomasse par vapogazéification, l’hydrogène est produit avec de quantités importantes de CO2, de CH4 et des molécules aromatiques lourdes, toxiques et complexes appelées goudrons. Ce travail s’intéresse à la production d’hydrogène par vaporeformage des goudrons avec capture in-situ de CO2 dans les procédés de vapogazéification de la biomasse. Nous proposons un système catalytique bifonctionnel de type Fe/CaO-Ca12Al14O33 dans lequel le fer est actif pour la production d’H2 tandis que la phase absorbante CaO-Ca12Al14O33 capture le CO2, ces deux processus se font simultanément dans un réacteur à lit fixe. Ce travail a permis de développer un système de type CaOCa12Al14O33/ olivine adapté pour la gazéification de la biomasse « Miscanthus » dans un réacteur à lit fluidisé
Improve the hydrogen production from the conversion of renewable resources such as biomass is a real challenge in the context of the production of clean and efficient energy. In fact, during the biomass steam gasification, hydrogen is produced with significant amounts of CO2, CH4 and heavy, toxic and complex aromatic molecules called tars. This work focuses on the production of hydrogen by steam reforming of tar with in-situ CO2 capture. We propose a catalytic bi-functional material Fe/CaO-Ca12Al14O33 where iron favors the H2 production and simultaneously the CaO-Ca12Al14O33 capture CO2 in a fixed bed reactor. This work led also to the development of a CaOCa12Al14O33/ olivine system adapted for biomass gasification "Miscanthus" in a fluidized bed reactor

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Majoli, Laetitia. "Elaboration, caractérisation et étude des performances de nouveaux adsorbants hydrophobes : application aux atmosphères odorantes et / ou chargées en composés organiques volatils (COV)." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00790773.

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Abstract:

Les composés organiques volatils constituent l'une des principales sources de réaction photochimique dans l'atmosphère qui conduit à de nombreux dangers sur le plan environnemental. Ce phénomène au développement rapide du fait des progrès industriel a provoqué une prise de conscience qui s'est traduite par la mise en place de décrets visant à réduire et contrôler ces émissions. De nombreuses techniques permettant de solutionner ce problème existent mais sont cependant trop coûteuses pour pouvoir être développé industriellement.Aujourd'hui, seule la mise en place d'une unité d'adsorption s'avère intéressante pour les industries : ces installations existent et emploie le charbon actif, adsorbants universel utilisé dans la plupart des procédés de traitement des gaz contaminés par des composés organiques volatils. Toutefois, l'inflammabilité et la friabilité de ces matériaux actifs, leurs durées de vie réduites, ainsi que les difficultés de leur régénération mettent en question leur universalité en tant qu'adsorbants industriels. Il apparaît donc nécessaire de favoriser le développement et l'application d'adsorbants alternatifs dont les propriétés physico-chimiques permettraient de pallier les faiblesses des CA. L'objectif de ces travaux de recherches consiste à élaborer des matériaux hydrophobes sur la base de supports minéraux existant tels que les alumines activées et les zéolithes : la carbonisation de la surface permet de conférer à ces matériaux un caractère hydrophobes tout en respectant un cahier des charges : conservation des propriétés poreuses, une bonne thermorésistance en vue de leur régénération ainsi qu'une dureté élevée permettant une viabilité du produit. Pour ce faire, la méthode Chemical Vapour Deposition a été mise en œuvre : la pyrolyse catalytique non hétérogène a permis de démontrer la faisabilité de cette étude et a conduit à l'élaboration d'un produit SPH 538 E Ac-H présentant une capacité d'adsorption proche du charbon actif et une facilité à désorber les molécules organique. La pyrolyse catalytique a conduit à l'élaboration de nanostructures de carbone sur la bes de catalyseurs d'oxydes métalliques : ces matériaux totalement hydrophobes et parfaitement régénérables présentent des caractéristiques adaptées au domaine analytique. Dans l'optique, d'une éventuelle commercialisation de ces adsorbants hydrophobes, une étude économique permettant d'évaluer le coût de revient de la production de ce produit est présentée.

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Mrad, Nadia. "Valorisation des déchets graisseux de poisson en biocombustible pour moteur diesel." Nantes, 2011. http://www.theses.fr/2011NANT2101.

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Abstract:

L'augmentation de la population mondiale a entraîné un développement accru des industries agro-alimentaires. Celles-ci génèrent des quantités enormes de déchets organiques qui sont composés principalement par des triglycérides. Ces déchets peuvent être convertis en tant que biocarburant par diverses procédés y compris les biochimiques et thermochimiques. Dans le présent travail, les déchets graisseux de poissons sont considérés comme une source d'énergie pour les moteurs diesel. Pour cela, nous avons utilisé le craquage catalytique comme procédé thermochimique de valorisation de ces déchets en biocarburant. Nous avons effectué une étude préliminaire afin d'optimiser les paramètres expérimentaux (catalyseur, vitesse de chauffe, etc …) qui nous offrent le meilleur rendement en biocarburant. Cette optimisation vise aussi à réduire le pouvoir corrosif du biocarburant en réduisant sa teneur élévée en acides carboxyliques. Les propriétés physico-chimiques du biocarburant produit sont conformes aux normes européennes et américaines relatives au diesel. Une campagne d'expériences a été effectuée sur un moteur diesel stationnaire monocylindre pour l'étude des performances, des émissions et de la combustion du biocarburant. Les résultats obtenus ont montré que, malgré les émissions élevées en NOx et en CO2 , les émissions en CO, hydrocarbures imbrulés, et particules enregistrées sont faibles et le rendement thermique est plus important. Les émissions en NOx et CO2, peuvent être réduites en diluant le biocarburant avec le diesel ordinaire. Le biocarburant obtenu par craquage catalytique des déchets graisseux de poisson, peut être considéré comme un carburant alternatif pour les moteurs diesel
As the continuously increasing world's population, has resulted in a huge demand for processed foods which result in a large amount waste from food industries. Although one of the most heavily polluting, the food industry does contribute to the increase in volume of waste fat. The waste fat from food industries is composed of triglycerides and fatty acids. This organic waste can be converted as biofuel by various methods such as biochemical and thermo-chemical process. In the present work, waste fish fat is considered as an energy source for diesel engines. In this regard, catalytic cracking (thermo-chemical) process is considered in the present study. Initially, tests were conducted to optimize the experimental parameters to get high biofuel yield and also to reduce the corrosiveness of the biofuel by reducing its high content of carboxylic acids. The physical and chemical properties of derived biofuel are compared with the European Norms (EN) and American Society for Testing and Materials for diesel (ASTMD) and it is on par with these standards. Finally, experiments were conducted in a stationary ingle cylinder diesel engine to study the performance, emission and combustion characteristics of biofuel. The results show that despite of high NOx and CO2 the engine has lesser UHC, CO and PM and better brake thermal efficiency than standard diesel fuel. The higher emissions of NOx and CO2 can be reduced by blending biofuel with diesel fuel. It is concluded that the biofuel derived from waste fish fat by catalytic cracking process can be considered as an alternative fuel for diesel engines

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Vergel, Hernandez César A. "Les Réacteurs catalytiques à lit fixe avec écoulement de gaz et de liquide : comparaison sur le plan théorique et expérimental de la performance du réacteur dans différents sens d'écoulement." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1993. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1993_VERGEL_HERNANDEZ_C_A.pdf.

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Abstract:

Cette étude consiste en une comparaison de la performance des réacteurs catalytiques à lit fixe avec écoulement de gaz et de liquide opérant dans différents sens d'écoulement. Du point de vue théorique, la comparaison est faite au niveau des différents paramètres hydrodynamiques et de transfert de matière. Un modèle du réacteur a été développé comme outil pour déterminer l'effet de chacun de ces paramètres sur la performance du réacteur. Expérimentalement, une comparaison entre les performances obtenues à co-courant ascendant et descendant a été faite. Ces essais ont été réalisés en unité pilote en utilisant comme réaction l'hydrogénation sélective du butadiène dans une coupe C4. La sélectivité obtenue dans la disposition à co-courant descendant est plus faible que pour le cas à co-courant ascendant, surtout pour les plus faibles vitesses de liquide étudiées. On montre que la dégradation de la sélectivité est principalement due aux problèmes de mauvaise distribution des fluides. Pour l'écoulement ruisselant, indépendamment d'un phénomène d'hystérésis qui a été mis en évidence, les problèmes de répartition sont liés à la structure même de l'écoulement. En effet, le liquide s'écoule sous forme de filets alors que dans certaines zones l'arrosage est imparfait

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Wang, Fagen. "Hydrogen production from steam reforming of ethanol over an Ir/ceria-based catalyst : catalyst ageing analysis and performance improvement upon ceria doping." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00967128.

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Abstract:

The objective of the thesis was to analyze the ageing processes and the modifications of an Ir/CeO2catalyst for steam reforming of ethanol. Over a model Ir/CeO2 catalyst, the initial and fast deactivationwas ascribed to ceria surface restructuring and the build-up of intermediates monolayer (acetate,carbonate and hydroxyl groups). In parallel, a progressive and slow deactivation was found to come fromthe structural changes at the ceria/Ir interface linked to Ir sintering and ceria restructuring. Theencapsulating carbon, coming from C2 intermediates polymerization, did not seem too detrimental to theactivity in the investigated operating conditions. By doping ceria with PrOx, the oxygen storage capacityand thermal stability were greatly promoted, resulting in the enhanced activity and stability. The Ir/CeO2catalyst was then modified by changing the shape of ceria. It was found that the shape and therefore thestructure of ceria influenced the activity and stability significantly. A simplified modeling of theseprocesses has contributed to support the new proposals of this work.

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Barreiros, Salvado Miguel. "Optimisation des transports dans la couche active de PEMFC par une approche couplée modélisation/caractérisation : augmentation des performances des couches actives aux hautes densités de courant." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2021. http://www.theses.fr/2021GRALI016.

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Abstract:

Les piles à combustible PEMFC sont parmis les technologies les plus prometteuses pour le développement futur du transport automobile. Cependant, des barrières doivent être surmonté pour arriver à une position solide dans le marché des véhicules électriques. Ces barrières incluent le coût, où une fraction significative peut être attribuée à l'utilisation du Pt dans les couches actives.Dans la région de très fort courant, une forte baisse de performance est observée. Cette baisse est associée aux limitations par les transports ionique et de matière. Par conséquent, réduire simultanément le chargement de Pt et améliorer la performance à très fort courant requiert en premier lieu l'identification des principales sources de limitation de performance. Puisque la CCL est un milieu très hétérogène avec des éléments d'échelles très différentes, une charactérization d'imagerie multiéchelle est nécessaire pour analyser sa structure.Dans ce travail, différentes techniques de microscopie électronique (ME) et de modélisation multiéchelle ont été développés. Ce cadre permet de réproduire des géometries 3D de la CCL, où un modèle physique est implementé, et des simulations numériques à l'échelle local et CCL sont réalisées. Les différentes techniques de ME incluent le FIB-SEM à partir de laquelle la distribution de la phase de carbone est determinée, l'HAADF-STEM pour determiner la distribution de tailles des particules de Pt, et l'HRTEM à partir de laquelle une épaisseur moyenne pour la fine couche de Nafion est mésurée. Ces images passent pour un procès de post-traitement qui inclut la segmentation et l'alignement des images tomographiques. À partir de ces images, les géometries sont réproduites. De plus, un modèle physique que inclut le transport de multiespèces dans les phases de Nafion et les pores, le transport ionique dans le Nafion et la loi de Butler-Volmer à l'interface du Pt pour décrire la cinétique d'ORR, est implementé. Ce modèle 3D de la CCL est couplé avec un modèle 2D à l'échelle AME, à partir duquel les conditions locales sont déterminées et utilisées comme conditions aux limites du modèle 3D. Une analyse dans les géométries 3D est réalisée aux deux échelles (local et CCL). Pour le premier, il a été trouvé que les structures avec des petites particules de Pt présentent de meilleures performances à cause de l'augmentation de surface disponible pour la réaction électrochimique. Cependant, la présence des particules de Pt dans des larges agglomérations de Nafion ainsi que les effects de compétition entre particules peuvent jouer un rôle préjudiciable sur les performances. Dans l'analyse à l'échelle CCL, les effets de taille de particule de Pt, d'épaisseur de la couche de Nafion et taille des aggrégats de carbone sont analysés. En accord avec ce qui a été trouvé à l'échelle local, des structures avec des petites particules de Pt présentent de meilleures performances. Par rapport à l'épaisseur de la couche de Nafion, un compromis entre une amélioration du transport ionique et une augmentation de la résistance de transport d'oxygène à travers de l'épaississement de la couche de Nafion a été mis en évidence. Les résults démontrent que l'augmentation de l'épaisseur de la couche de Nafion de 8 à 10 nm est bénéfique pour la performance quand la porosité est plus grande que 30%. De plus, ces résultats soutiennent le fait que comprendre le gonflement d'une fine couche de Nafion est cruciale pour une modélisation plus précise de la réponse de la CCL. Finalement, l'impact de l'arrangement de la structure a été analysé et les gains de performance lors de la réduction des tortuosités du Nafion et des pores jusqu'à l'unité ont été quantifiés. La performance a ainsi été améliorée de 25% à par la diminution de la limitation par le transport ionique
PEMFCs are among the most promising technologies for the future of the automotive industry. However, major barriers must be overcome in order to achieve a solid position in the electric vehicle market. These include the cost, where a significant fraction can be attributed to the employment of Pt in the catalyst layers.In the region of high current densities, a steep drop is commonly observed and it is usually associated with ionic and mass transport limitations in the cathode catalyst layer (CCL). Therefore, simultaneously reducing the Pt loading and improving the performance at high current density requires at first an identification of the main source(s) of performance limitations. Since the CCL is a highly heterogeneous material with features of disparate length scales, a multiscale imaging characterization setup is required in order to analyze its structure.In this work, a framework including multiscale electron microscopy (EM) characterization and multiscale modeling has been developed. Such framework allows reproducing real 3D CCL geometries using an innovative reconstruction algorithm that was designed for the purpose. Moreover, a physical model is implemented in these 3D geometries, and subsequently, numerical simulations at the local and CCL scales are performed. The multiscale EM setup includes FIB-SEM from which the carbon phase distribution is determined, HAADF-STEM to determine the representative Pt particle size distribution, and finally, HRTEM from which an average thickness for the Nafion thin film is measured. These images go through a post-treatment procedure which includes segmentation and alignment for the tomographic images. From these, geometries are then reproduced. Moreover, a physical model including multispecies transport on the Nafion and pore phases, ionic transport on the Nafion phase and a Butler-Volmer law at the Pt interface to describe the ORR kinetics, is implemented. The CCL 3D model is then coupled with a 2D MEA-scale model, from which local conditions are extracted and subsequently used as input in the local model. An analysis on the 3D geometries is then performed at both local and CCL scales. Regarding the former, it is found that structures with smaller Pt particles always present a better performance due to an increase in the amount of surface available for the electrochemical reaction to proceed. Though, the presence of Pt particles in large Nafion agglomerations as well as Pt interparticle competition effects can play a major detrimental role on performance (differences in local performance up to 26%). In the CCL scale analysis, the effects of the Pt particle size, the Nafion layer thickness and carbon aggreggate size are analyzed. In accordance to what is observed at the local scale, structures with smaller particles also display a better performance. Regarding the Nafion layer thickness, a balance between an enhancement in ionic transport and an increased resistance to oxygen transport upon thickening of the Nafion film has been highlighted. Results show that increasing the Nafion layer thickness from 8 to 10 nm is only benefitial for performance when the porosity is above 30%. Furthermore, these support the fact that understanding the swelling behavior of the Nafion thin film is crucial for a more accurate determination of the CCL's response. In its turn, enlarging the carbon aggregates can be detrimental for performance since some pores may vanish and regions with Pt particles located on large Nafion agglomerations may become starved from oxygen. Finally, the impact of the structure arrangement has been analyzed and gains in performance upon minimizing the tortuosities of both Nafion and pore phases to unity have been quantified. An improvement in performance of 25% was found, mainly as a result of the favoured ionic transport

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Srour, Toni. "Optimisation de l'interface entre la couche catalytique anodique et la couche de transport dans un électrolyseur PEM : effet d'un dépôt de métal noble et de la contrainte de serrage sur les performances et la durabilité." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2023. https://docnum.univ-lorraine.fr/ulprive/DDOC_T_2023_0283_SROUR.pdf.

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Abstract:

D'un point de vue économique, l'adoption généralisée des électrolyseurs PEMWE sur les marchés de masse dépend de la réduction des coûts de fabrication des cellules (actuellement supérieurs à 1000 €/kW) et de l'amélioration de leur durée de vie. De plus, en raison de la nature variable des sources d'énergie renouvelable, des fluctuations de puissance efficaces et rapides sont essentielles pour le développement à grande échelle. L'industrie vise à réduire le CAPEX des électrolyseurs PEM en augmentant la surface active et la densité de courant. Cependant, cela crée des incohérences opérationnelles, entraînant des points chauds et limitant la durabilité. Dans notre projet Super Stack, nous avons étudié la sensibilité des cellules d'électrolyse PEM aux forces de serrage non uniformes, fréquentes dans les systèmes à grande échelle. Les résultats montrent une sensibilité d'environ 3 mΩ.cm².MPa⁻¹ pour les matériaux utilisés. Les dépôts de métaux nobles tels que l'iridium et le platine réduisent la résistance électrique de contact de plus de 30%, augmentant l'efficacité de 6%. Ils réduisent également la résistance thermique, abaissant la température de la membrane à haute densité de courant. Par exemple, à 70°C et 5A/cm², la température de la membrane passe d'environ 105°C à 75°C avec un dépôt d'iridium de 10 nm sur la face en contact avec la couche catalytique anodique de la PTL. Ce dépôt se révèle essentiel pour atténuer la dégradation de la membrane, en particulier dans les zones à faible force de serrage. Les tests de stress accélérés confirment les avantages en termes de durabilité des dépôts, en particulier de l'iridium, les rendant économiquement viables
From an economic perspective, the widespread adoption of PEMWE electrolyzers in mass markets depends on reducing cell manufacturing costs (currently over €1000/kW) and improving their lifespan. Additionally, due to the variable nature of renewable energy sources, efficient and rapid power fluctuations are vital for large-scale development. Industry aims to cut PEM electrolyzer CAPEX by increasing active surface area and current density. However, this creates operational inconsistencies, leading to hotspots and limiting durability. In our Super Stack project, we studied the sensitivity of PEM electrolysis cells to non-uniform clamping forces, common in large-scale systems. Results show a sensitivity of approximately 3 mΩ.cm².MPa⁻¹ for materials used. Noble metal depositions like iridium and platinum reduce electrical contact resistance by over 30%, boosting efficiency by 6%. They also lower thermal resistance, reducing membrane temperature at high current densities. For example, at 70°C and 5A/cm², membrane temperature drops from around 105°C to 75°C with a 10nm iridium deposition on the anodic catalytic layer-facing PTL. This deposition proves crucial in mitigating membrane degradation, especially in low clamping force areas. Accelerated Stress Tests confirm the durability benefits of depositions, particularly iridium, making them economically viable

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Whyte, Henrietta Essie. "Evaluation of the performance of photocatalytic systems for the treatment of indoor air in medical environments." Thesis, Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire, 2018. http://www.theses.fr/2018IMTA0112/document.

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Abstract:

La photocatalyse est une technologie d’oxydation avancée qui peut être utilisée pour améliorer la qualité de l'air dans les environnements intérieurs et pourrait être mise en œuvre dans les milieux médicaux. Dans les hôpitaux, les salles d'opération sont très exigeantes en matière de qualité de l'air intérieur et nécessitent des systèmes qui minimisent les concentrations des polluants générés par les différentes activités. Dans ce travail, le devenir de deux polluants spécifiques des blocs opératoires, l’acrylonitrile (produit chimique trouvé dans la fumée chirurgicale) et l'isoflurane (gaz anesthésique) lorsqu'ils passent dans un dispositif de traitement d’air photocatalytique est étudié. Tout d'abord, une évaluation paramétrique de la dégradation de l'isoflurane et de l'acrylonitrile en étudiant l'influence de la vitesse de l'air, de l'intensité lumineuse, de la géométrie du média photocatalytique, de la concentration initiale en polluants, de la présence de co-polluants chimiques, de la présence de particules et l’humidité relative sur leur efficacité de dégradation est réalisée. En second lieu, l’innocuité de l’utilisation de ce procédé pour la dégradation de l’isoflurane et de l’acrylonitrile par l’identification des éventuels intermédiaires formés au cours de leur dégradation est étudiée. Les expériences sont menées dans un réacteur dynamique en boucle fermée conçu pour étudier les polluants à faibles concentrations. Enfin, pour mieux comprendre comment le changement de géométrie du média photocatalytique influence l'efficacité de la dégradation, des simulations avec ANSYS14.5 sont effectuées et discutées au regard des résultats expérimentaux
Photocatalytic oxidation (PCO) is an advanced air cleaning technology that is used asa means to improve air quality in indoor environments and could potentially be used inthe operating rooms (OR). In hospitals, operating rooms (ORs) are very demanding interms of the indoor air quality (IAQ) and require systems that minimize the concentrations of pollutants. In this work, the fate of two OR pollutants acrylonitrile (chemical found insurgical smoke) and isoflurane (anesthetic gas) when they go through a PCO device was investigated. Firstly, a parametric evaluation on the degradation of isoflurane and acrylonitrile by studying the influence of air velocity, light intensity, the change in media geometry, initial pollutant concentration, presence of chemical co-pollutants, presence of particles (bioaerosols) and relative humidity on their degradation efficiencies is performed. Secondly the safety of the use of PCO for the degradation of isoflurane and acrylonitrile through the identification of possible intermediates formed during their degradation is evaluated. The experiments were conducted in a closed loop reactor which has been designed to study low concentration air pollutants and has also been recently modeled. Finally, to better understand how the change in media geometry influenced the degradation efficiency, simulations with ANSYS 14.5 were performed and discussed

Dissertations / Theses on the topic 'Performances catalytiques'

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