Etude des électrolytes solides à base de PVA conducteurs protoniques

Abstract

Ce travail de mémoire est une étude bibliographique relative aux électrolytes solides à base de PVA conducteurs protoniques. Tout d’abord, les électrolytes solides présentent plusieurs avantages par rapport à leurs homologues liquides. Ils ont : des propriétés mécaniques adéquatées, des intervalles de températures de fonctionnement plus larges, une stabilité satisfaisante à l’atmosphère ambiante, de possibilité de miniaturisation et de pouvoir de former des contacts électrode/électrolyte adéquats. Pour les matériaux solides conducteurs ioniques, nous avons vu la distinction de deux familles par leurs importances pratique dans le domaine des générateurs électrochimiques. En particulier, les polymères conducteurs par Li+ (POE) et la zircone stabilisée conductrice par O2- trouvent un intérêt réel dans les batteries Li-ion et les piles à combustibles SOFC respectivement. En outre, le rayon ionique du proton (H+) est le plus faible parmi tous les ions et par conséquent sa mobilité est souvent importante. A cet effet, ces matériaux trouvent d’importantes applications, dans des conditions spécifiques surtout d’humidité relative, dans le domaine des super-condensateurs, les piles à combustible et les capteurs. En effet et à nos jour, le Nafion, une membrane conductrice par proton, domine le marché des électrolytes destinés aux la piles à combustible PEMFC. Cet électrolyte présente une conductivité protonique relativement très élevée (10-1 S cm-1) dans les meilleures conditions avec une grande stabilité électrochimique et une bonne tenue mécanique. Cependant, le Nafion possède un inconvénient majeur: c’est un matériau qui gonfle beaucoup, son coût excessif ainsi que son inefficacité à haute température et faible taux d’humidité se présentent comme un frein majeur au développement et à la commercialisation des PEMFCs.