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Theses

Experimental characterization of water sorption and transport properties of polymer electrolyte membranes for fuel cells

Résumé : L'objectif général de cette thèse de doctorat est de caractériser les propriétés de membranes PFSA de type Nafion N115 et Nafion NRE212 en termes de sorption d'eau, de propriétés de transport et de propriétés mécaniques, sur une large gamme de conditions expérimentales. Nous avons réalisé de très nombreuses mesures afin de comparer les résultats avec les données de la littérature, souvent dispersées. Des protocoles simples et reproductibles nous ont permis de mesurer les propriétés des membranes et d'étudier l'influence de certains paramètres sur leur variation. Les échantillons ont par exemple été séchés à différentes températures et nous avons étudié l'effet de ce prétraitement thermique sur la capacité de sorption, les propriétés de transport et les propriétés mécaniques. Les membranes Nafion ont également été exposées à une température modérée (60°C - 80°C) et à une humidité relative constante (RH = 0.3 à 0.95) pendant plusieurs semaines, conditions à l'origine d'un phénomène dit de "vieillissement hygrothermique" qui affecte leur capacité de sorption et leur conductivité protonique. De tels effets ont été observés mais ils se sont révélés réversibles et sans conséquences notables en terme de performances une fois les membranes utilisées en pile à combustible. Nos résultats peuvent être utilisés dans des études impliquant le transport et la gestion de l'eau dans les piles à combustible ainsi que leur durabilité, en particulier pour de la simulation numérique ou de la modélisation. Plus fondamentalement, ils peuvent aider à comprendre la thermodynamique de sorption et les phénomènes de transport dans les membranes PFSA
Document type :
Theses
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https://hal.univ-lorraine.fr/tel-02074195
Contributor : Memoires Ul <>
Submitted on : Wednesday, March 20, 2019 - 3:07:31 PM
Last modification on : Thursday, March 21, 2019 - 1:24:56 AM
Document(s) archivé(s) le : Friday, June 21, 2019 - 8:52:47 PM

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DDOC_T_2012_0146_MALDONADO_SAN...
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  • HAL Id : tel-02074195, version 1

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Libeth Maldonado Sánchez. Experimental characterization of water sorption and transport properties of polymer electrolyte membranes for fuel cells. Chemical engineering. Université de Lorraine, 2012. English. ⟨NNT : 2012LORR0146⟩. ⟨tel-02074195⟩

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