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MIEL - Electrolytes et électrodes organiques
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Ionomères aromatiques nano-structurés pour les piles à combustible

(Contacts: Cristina Iojoiu, Jacques Guident)
L’enjeu aujourd’hui est de proposer une membrane alternative aux membranes actuelles, à base d’ionomères perfluorosulfoniques de type Nafion, permettant de meilleures performances, une durée de vie accrue, un coût réduit, et un fonctionnement dans un large domaine de température à faible pression des gaz. Outre la stabilité électrochimique, une forte conductivité et une bonne tenue thermomécanique sont indispensables pour obtenir une membrane performante. Or, la conductivité impose une forte mobilité ionique alors que les propriétés mécaniques requièrent des chaines immobiles jusqu’à de hautes températures. Ces propriétés antagonistes peuvent être atteintes en utilisant des copolymères à blocs (chimie à façon, faible coût, hautes Tg, haute conductivité, etc.). Outre la nanostructuration par la conception de copolymères à blocs, notre objectif a été de concevoir des ionomères dotés de fonctions ioniques beaucoup plus dissociées que les alkyl et arylsulfonates actuellement proposés dans la littérature, et plus stables d’un point de vue chimique, thermique et électrochimique. Nos travaux portent essentiellement sur le greffage, sur des chaines polymères, de fonctions perfluorsulfoniques, mais également perfluorosulfonylimides. Outre la conception de nouveaux ionomères, nous menons une étude approfondie sur l’impact des différents paramètres (structure du copolymère, méthode et conditions d’élaboration, nature du substrat) sur la morphologie (lamellaire, hexagonale, cylindrique, etc.), l’ordre à longue et courte distances, la percolation des deux phases et donc sur les propriétés fonctionnelles des membranes.

 

mise à jour le 22 février 2018

Univ. Grenoble Alpes