Cinétique de l’oxydation de l’hydrate d’hydrazine et d’autres combustibles sans carbone sur électrode de nickel
Kinetics of hydrazine hydrate and other carbon-free fuels oxidation on nickel electrode
Nickel
Réaction d'oxydation de l'hydrazine (HHOR)
Réaction d'oxydation du borohydrure (BOR)
Réaction d'oxydation de l'ammoniac-borane (ABOR)
Modélisation cinétique
Théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT)
Substitution isotopique
Spectrométrie de masse électrochimique différentielle (DEMS)
Nickel
Hydrazine oxidation reaction (HHOR)
Borohydride oxidation reaction (BOR)
Ammonia-borane oxidation reaction (ABOR)
Kinetic modelling, density functional theory (DFT)
Isotope substitution
Differential electrochemical mass spectrometry (DEMS)
Kinetic modelling
541.3
Nickel
Théorie de la fonctionnelle de densité
Spectrométrie de masse
La production d'énergie électrochimique à partir de combustibles sans carbone a récemment suscité un grand intérêt. Ce manuscrit se concentre sur l'étude du mécanisme de la réaction d'oxydation de l'hydrazine (HHOR) sur des électrodes de Ni et le compare avec ceux des réactions d'oxydation du borohydrure et de l’ammoniac-borane (BOR, ABOR). Les sites métalliques de Ni ont été identifiés comme les sites catalytiques pour la HHOR, la BOR et l'ABOR, tandis que la présence de sites de Ni (hydr)oxydés a un effet négatif sur l'activité sans influencer clairement le mécanisme réactionnel. Sur la base des résultats de calculs DFT, de la modélisation microcinétique et de mesures DEMS en ligne, un mécanisme de la HHOR sur Ni a été proposé. Celui-ci implique la réaction directe de l'hydrazine dissoute avec des espèces Ni-OH adsorbées, formant un intermédiaire N2Hx,ad (x<4), qui est ensuite oxydé électrochimiquement, conduisant à la formation de N2 et d’eau.
Electrochemical energy production from carbon-free fuels has recently attracted much attention. This manuscript focuses on studying the mechanism of the hydrazine oxidation reaction (HHOR) on Ni electrodes and comparing it with the ones of the borohydride and ammonia-borane oxidation reactions (BOR, ABOR). Metallic Ni sites were identified as the catalytic sites for the HHOR, BOR, and ABOR, while the presence of Ni (hydr)oxide sites was found to negatively affect activity without a clear influence on the reaction mechanism. Based on the results of DFT calculations, microkinetic modelling, and online DEMS measurements, a mechanism for HHOR on Ni was proposed. It involves the direct reaction of dissolved hydrazine with adsorbed Ni-OH species forming N2Hx,ad (x<4) intermediate, which is subsequently electrochemically oxidized, leading to the formation of N2 and water.
Electronic Thesis or Dissertation
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16173807
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https://theses.hal.science/tel-05217766
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Vorms
Evgeniia
1998-02-03
RU
283909080
213214790DH
22127208
4200003
https://theses.fr/2025STRAF003
2025STRAF003
https://doi.org/10.70675/6bc3a2ebz3053z4611z8943z98ffd512096b
2025-01-28
Chimie
Strasbourg
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Doctorat
Docteur es
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Elena R.
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École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
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222
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Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (Strasbourg ; 1997-....)
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