Développement d’une membrane cationique à base de PVA pour des systèmes électrochimiques - BEN SAOUCHA Ikram TAYEB BEY Feryal. Enc/ Dr. Zahia GHARNOUT (Université Mohamed Boudiaf - M’Sila, 2024)
Ce travail de mémoire s’inscrit dans le cadre du développement d’une membrane à base de PVA pour une utilisation potentielle dans les systèmes électrochimiques à double électrolyte tels que les électrolyseurs et les batteries MnO2/Zn. Deux types de membranes cationiques ont été étudiés : PVA-H et PVA-Na échangeuses d’ions H+ et Na+ respectivement. Ces membranes ont été préparées puis caractérisées par différentes techniques à savoir : diffraction des rayons X, spectroscopie infra rouge à transformer de Fourier et spectroscopie d’impédance électrochimique. Le greffage des groupements et – sur les chaines du polymère a été confirmée par les techniques citées auparavant. Ces membranes, utilisées entre deux solutions de NaCl, montrent des conductivités ioniques relativement élevées. En effet, la conductivité ionique de la membrane PVA-H (10 wt.%) est de 3,9 10-3 S cm-1, tandis que celle PVA-Na (10 wt.%) est de 2,6 10-3 S cm-1. Ceci montre que la conductivité de la membrane protonique est supérieure à celle de la membrane sodique par un facteur de 1,5. Ainsi, ces membranes possèdent des capacités d’échange suffisantes. En effet, la membrane PVA-H a une capacité d’échange ionique relativement élevée (30 méq-g/100 g) comparée à celle de la membrane PVA-Na (18 méq-g/100 g). Ce qui en fait des membranes cationiques très prometteuses dans le domaine de l’électrochimie. D’autre part, la membrane protonique PVA-H a été utilisée dans un électrolyseur de l’eau à double électrolyte dans le but de réduire l’énergie consommée lors de l’électrolyse. Effectivement, la tension d’électrolyse moyenne lors d’une électrolyse à double électrolyte est inférieure à celle d’une électrolyse alcaline, effectues dans les mêmes conditions, par au moins 0,9 V. Ce résultat montre l’efficacité de l’électrolyse à double électrolyte par rapport à une électrolyse usuelle (alcaline). Ainsi, que soit en régime dynamique ou en régime statique, pour une même quantité d’électricité utilisée, un gain d’énergie nécessaire à l’électrolyse de  38 % a été obtenu. D’autre part, la membrane PVA-Na a été utilisée pour séparer les deux compartiments d’un générateur MnO2/Zn à double électrolyte. Cette cellule a livré une tension à vide de 2,43 V, nettement supérieure à celle des cellules conventionnelles (1,5 V) utilisant un seul électrolyte. Cette tension reste pratiquement constante pendant plusieurs heures, mais après