Nanomatériaux pour piles à combustible : des nano-objets à l’électrode

Ce travail s’inscrit dans la continuité d’études réalisées sur la synthèse et l’activité électrocatalytique de nanoparticules de platine enrobées par des molécules organiques. Ces nanoparticules peuvent être utilisées comme catalyseurs dans des électrodes de pile à combustible (PAC). Pour cela, il est nécessaire de les associer à un support poreux conducteur électrique de grande surface spécifique. Les recherches actuelles se focalisent sur des nanomatériaux innovants tels que les nanotubes de carbone pour remplacer les noirs de carbone commerciaux. En modifiant ainsi la structure de l’électrode, on peut réduire la quantité de platine sur les électrodes et diminuer les coûts de fabrication. Les moyens du laboratoire permettent ainsi la réalisation de matériaux composites nanoparticules de platine /nanotubes de carbone. Cette thèse porte donc dans sa première partie sur un procédé de fabrication d’électrodes de PAC, de la réalisation de tels composites à l’électrode complète. Les composites sont obtenus en dispersion liquide par une méthode originale qui permet de contrôler le rapport massique platine/carbone. Les électrodes sont ensuite fabriquées par filtration des dispersions sur un support en fibres de carbone, ce qui permet de contrôler leur épaisseur. La deuxième partie concerne la caractérisation électrochimique de nos systèmes avant leur test en pile. Nous mettons ainsi au point une méthode de qualification des électrodes en fonction du rapport platine/carbone et de l’épaisseur. Les premiers tests en pile seront présentés.