Study of the influence of alloying elements on hydrogen storage properties in the Ti-V-Fe system

Cette thèse s'inscrit dans la thématique du stockage de l'hydrogène sous forme d'hydrure métallique. Pour pallier aux coûts importants des éléments utilisés pour l'élaboration des matériaux hydrurables, il est possible d'utiliser des alliages de pureté moindre comme précurseurs. Cela implique la présence d'éléments supplémentaires dans matériaux. Le matériau étudié appartient à la famille des composés intermétalliques Ti-V-Fe de structure cubique centrée. Cette structure est connue pour donner de fortes capacités réversibles d'absorption d'hydrogène durant une utilisation dans des conditions proches de l’ambiant. Grâce à une modélisation des principaux paramètres des hydrures formés à partir de ces alliages, il est apparu que le composé Ti15V71Fe14 présente des pressions d’équilibre intéressantes à température ambiante. Toutes les propriétés de ce matériau de référence ont été mesurées par diffraction des rayons X, microsonde de Castaing, microscopie à balayage électronique et banc d’hydruration. Une petite quantité des éléments d’addition est ajoutée individuellement puis ensemble dans la composition du matériau référent. Les échantillons sont analysés et les résultats sont comparés à ceux obtenus avec le référent. Il apparait que l’aluminium forme une solution solide de structure cubique centrée simple et améliore la capacité d’absorption du matériau référent. Il en est de même pour le silicium malgré un comportement plus complexe avec l’apparition de plusieurs phases supplémentaires. En contrepartie la vitesse d’absorption de l’hydrogène dans le matériau est diminuéeThis Ph.D takes place on the hydrogen storage theme in metal hydride. In order to reduce the cost of the elements used for the preparation of hydridable materials, it is possible to use lower purity alloys as precursors. The compound selected belongs to the body centered cubic family consisting of Ti, V and Fe. This structure is known to store reversibly good quantities of hydrogen in conditions close to ambient. Thanks to modeling of the main parameters, it appears that the compound Ti15V71Fe14 presents interesting equilibrium pressure at room temperature. All properties of this reference material are measured by X-ray diffraction, EPMA, scanning electron microscopy and hydriding apparatus. A small amount of alloying elements has then been added individually then together in the composition of the reference material. Samples are analyzed and the results are compared to the referent. It appears that aluminum forms a solid solution of body centered cubic structure and improves the absorption capacity of the reference material. It is the same for silicon despite more complex behavior with the formation of several additional phases. In return the absorption kinetic of the material is reduce