Le design de (nano)composites céramiques dérivés de polymères comme catalyseurs

Discipline

Matériaux Céramiques et Traitements de Surface

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Céramiques dérivées de polymères, Fractionnement de l'eau dans les milieux alcalins

Mots-clés

Hydrogène,

Matériaux céramiques,

Composites céramiques-polymères

La modification chimique d'un poly (vinylmethyl-co-methyl) silazane avec des complexes d'acétates, d'acetylacetonates ou de chlorures de métaux de transition a été réalisée via la voie céramique dérivée de polymère (PDC). Celle ci a été suivie d'une pyrolyse à différentes températures sous la même atmosphère, de manière à approfondir l'étude de la formation de la céramique. Le matériau obtenu a été caractérisé en termes de stabilité thermique, de composition élémentaire pour chaque phase, et de cristallinité. Les résultats montrent que le rapport molaire Si:métal ainsi que les conditions de traitement thermique ont une influence élevée sur la structure finale du matériau. Des céramiques SiCN présentant des teneurs en métal différentes ont été obtenues dans chaque cas, et ce quel que soit le précurseur métallique choisi. Ces travaux mettent en avant la formation in situ et à basse température de nanocrystallites de nickel intégrées dans une phase amorphe SiCN(O), grâce à un contrôle minutieux de la chimie derrière la conception des matériaux. Un composite de nanoparticules de Ni dispersées dans une matrice de SiCN(O) est obtenu par pyrolise, à 500°C sous argon, de polymères précéramiques chimiquement modifiés au Ni selon un rapport atomique Si/Ni de 2.5. Ce matériau innovant présente des propriétés performantes d'électrocatalyse pour la réduction d'oxygène en milieux alcalins. Ces mêmes propriétés en font un excellent candidat pour des applications dans le futur des énergies renouvelables.