Alliages cubiques centrés Ti-V-X (X = Cr ou Mn) pour le stockage de l’hydrogène

Thomas Bibienne a soutenu sa thèse en sciences de l’énergie et des matériaux

Le blogue d’information En Tête présente le résumé de la thèse de doctorat en sciences de l’énergie et des matériaux de Thomas Bibienne, intitulée «Alliages cubiques centrés Ti-V-X (X = Cr ou Mn) pour le stockage de l’hydrogène».

Thomas Bibienne, étudiant. (Photo Daniel Jalbert)

Cette thèse porte sur l’étude d’alliages Cubiques Centrés de compositions Ti-V-Cr et Ti-V-Mn pour le stockage de l’hydrogène. Les hydrures formés à partir de ces alliages CC pourraient être utilisés dans des applications mobiles. Dans celles-ci, l’hydrure doit être capable de libérer son hydrogène dans des conditions normales de température et de pression. Cependant, la première hydrogénation (l’activation) de ces composés est une étape cruciale. Habituellement, l’activation consiste à chauffer un échantillon à haute température, ce qui accroît les coûts de production à l’échelle industrielle.

Nous nous sommes intéressés dans un premier temps à améliorer le procédé d’activation couramment utilisé pour les alliages TiV_2-xMn_x. Dans un deuxième temps, nous nous sommes concentrés sur l’étude de l’alliage cubique centré 52Ti-12V-36Cr dopé par Zr₇Ni₁₀. Cet alliage a été dopé selon deux méthodes : fusion unique et co-fusion. Une fois la caractérisation structurale terminée, nous avons étudié les propriétés d’hydrogénation de ce composé. La cinétique de sorption d’hydrogène et les grandeurs thermodynamiques ont été mesurées. L’influence de la méthode de dopage sur le matériau a été mise en évidence. Les conclusions de l’étude du composé 52Ti-12V-36Cr dopé par Zr₇Ni₁₀ nous ont menés dans un troisième temps à la synthèse d’un composé dont l’hydrure serait moins stable. La composition 42Ti-21V-37Cr a été déterminée. À l’instar des investigations sur le composé 52Ti-12V-36Cr, la caractérisation de l’alliage 42Ti-21V-37Cr a été menée grâce à (i) la diffraction de rayons X, (ii) la diffraction de neutrons et (iii) la microscopie électronique à balayage. Les propriétés d’absorption et de désorption d’hydrogène ont également été étudiées. Enfin, la variation des grandeurs thermodynamiques en fonction des proportions de titane et de vanadium dans ces alliages Ti-V-Cr a été discutée.

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Thèse de doctorat en sciences de l’énergie et des matériaux

Dans l’ordre habituel : Jacques Huot, Ph. D., Jacques Goyette, Ph. D., Jean-Louis Bobet, Ph. D., Thomas Bibienne, étudiant, Sofiene Amira, Ph. D., et Sydney Santos Ferreira, Ph. D. (Photo Daniel Jalbert)

Jury d’évaluation

M. Jacques Huot, Ph. D., directeur de recherche
Professeur, Département de chimie, biochimie et physique
Université du Québec à Trois-Rivières

M. Jean-Louis Bobet, Ph. D., codirecteur de recherche
Professeur-chercheur
Oxydes et intermétalliques pour la conversion de l’énergie et piles à combustibles

M. Jacques Goyette, Ph. D., président du jury
Professeur, Département de chimie, biochimie et physique
Université du Québec à Trois-Rivières

M. Sydney Santos Ferreira, Ph. D., évaluateur
Professeur associé, Département de chimie, biochimie et physique
Université du Québec à Trois-Rivières

M. Sofiene Amira, Ph. D., évaluateur externe
Chercheur
Centre de métallurgie du Québec, Trois-Rivières