Réaction d'oxydation de l'urée sur des électrodes à base de Ni étudiée par spectroscopie électrochimique et in situ
Langue Anglais
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Modalités de diffusion de la thèse :
  • Thèse confidentielle jusqu'au 01/07/2024.
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Auteur : Zemtsova, Viktoriia
Date de soutenance : 20-12-2023

Directeur(s) de thèse : Savinova, Elena R.

Président : Hellwig, Petra
Rapporteur(s) : Coutanceau, Christophe - Fabbri, Emiliana
Membre(s) du jury : Bonnefont, Antoine - Oshchepkov, Alexandr - Болдырева, Елена

Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (Strasbourg ; 1997-....)
École doctorale : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
 
Discipline : Chimie physique
Classification : Chimie, minéralogie, cristallographie

Mots-clés libres : Réaction d'oxydation de l'urée, Réaction de dégagement d'oxygène, Nickel, Fer, Cobalt, Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, Spectroscopie d'absorption des rayons X, Milieux alcalins
Mots-clés :
  • Urée - Oxydation
  • Oxygène
  • Nickel
  • Fer
  • Cobalt
  • Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier
  • Spectroscopie d'absorption
  • Rayons X
Résumé : Les objectifs de ce travail étaient de dévoiler la dépendance de l'activité et des produits de l'UOR à la structure et à la composition des catalyseurs à base de Ni. Nous avons utilisé la spectroscopie XAS operando pour étudier la structure des catalyseurs et l'état d'oxydation moyen du Ni dans les catalyseurs Ni, NiCo et NiFe pendant leur fonctionnement, et la spectroscopie FTIRS pour détecter les produits et les intermédiaires formés pendant l'UOR. La spectroscopie FTIR operando nous a permis de détecter plusieurs produits d'oxydation de l'urée sur les électrodes Ni, NiFe et NiCo, suggérant que l'UOR suit deux voies parallèles. La voie aboutissant à la formation de carbonate (et donc aussi de N2 qui ne peut pas être détecté par FTIRS) prédomine à des potentiels plus bas, tandis que la formation de nitrite et de cyanate augmente à des potentiels plus élevés. Les mesures XAS operando à l'arête K du Ni nous ont permis de détecter la formation de NiOOH, et la diminution de sa fraction en présence d'urée. Les résultats soutiennent le mécanisme UOR 'EC' (électrochimique - suivi d'une étape chimique) fonctionnant à la fois pour les catalyseurs monométalliques et bimétalliques, le rôle du second composant (Fe, Co) étant principalement lié à son influence sur le potentiel de la transition Ni(OH)2/NiOOH et donc sur le surpotentiel de l'UOR.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2023STRAF075
Type de ressource : Thèse