Composés à base de Mn (III) : synthèse et propriétés électrocatalytiques dans la réaction de réduction de l'oxygène
Mn (III)-containing compounds : synthesis and electrocatalytic properties in the oxygen reduction reaction
Oxydes de Mn (III)
Spinelle
Réaction de réduction de l'oxygène (ORR)
Oxydation et réduction du pezroxyde d'hydrogène
Effet du pH
Effet du cation
Mn (III)-containing oxides
Spinel
Oxygen reduction reaction (ORR)
Hydrogen peroxide reactions
PH effect
Cation effect
541
Spinelles
Réaction de réduction de l'oxygène
Peroxyde d'hydrogène
De nombreux travaux de recherche étudient la réaction de réduction de l'oxygène (ORR). En effet,d’importants processus technologiques découlent de cette réaction. Cependant, malgré de récentesavancées, il existe encore des lacunes dans la compréhension des étapes clés de l'ORR et des facteursaffectant sa cinétique. Cette thèse est consacrée à (i) l'étude de l'influence de la composition des oxydesspinelles de Mn sur leur stabilité et leur activité pour l’ORR, et (ii) l'effet de la composition del'électrolyte (pH et concentration en Na+) sur l'interface oxyde de Mn/électrolyte et sur la cinétiqueORR. Alors que Mn3O4 est instable dans les conditions de l’ORR, il a été observé que la substitutionde Mn (II) par des cations inactifs électrochimiquement permet d'améliorer la stabilité du spinelle.MgMn2O4 est le composé le plus stable dans tous les tests de résistance effectués. Les résultatsdémontrent également une forte influence du pH et de la concentration des ions Na+ de l’électrolytesur le comportement électrochimique des oxydes de manganèse. MnOOH présente par exemple uneamélioration significative de la cinétique de l’ORR avec la concentration en cations. Ceci est attribuéà l'augmentation de la cinétique de l'étape de rupture de liaison O-O dans l'intermédiaire H2O2.
The oxygen reduction reaction (ORR) attracts close attention of researchers since it underlies manytechnologically important processes. Despite significant recent advances, there are still importantfundamental gaps in understanding the key steps of the ORR and factors affecting its kinetics. Thethesis is devoted to (i) the study of the influence of the composition of the Mn spinel oxides on theirstability and ORR activity, and (ii) the effect of electrolyte composition (pH and Na+ concentration)on the Mn oxide/electrolyte interface and on the ORR kinetics. While Mn3O4 is unstable under theORR conditions, Mn (II) substitution by red-ox inactive cations allows to enhance spinel stability,MgMn2O4 being the most stable in all stress tests. Results of the second part of the work show a stronginfluence of pH and concentration of Na+ ions on the electrochemical behavior of manganese oxides.The strongest effect is discovered for MnOOH, which exhibits significant enhancement of the ORRkinetics with the cation concentration. This is ascribed to the increase in the kinetics of the O-O bondbreakingstep in the H2O2 intermediate.
Electronic Thesis or Dissertation
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16407682
Université de Strasbourg
Strasbourg
2023-12-31
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Dosaev
Kirill
1995-03-29
FR
267497458
0EFB1S08KI0
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4200003
https://theses.fr/2022STRAF028
2022STRAF028
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2022-12-14
Chimie physique
Strasbourg
131056549
Doctorat
Docteur es
non
oui
Savinova
Elena R.
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075152398
Chatenet
Marian
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Kéranguéven
Gwénaëlle
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Bonnefont
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063051206
Roth
Christina
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Mikhailova
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École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
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Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (Strasbourg ; 1997-....)
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École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (Strasbourg ; 1997-....)
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restriction 2022-12-14 2024-01-31
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