La réaction de dégagement d'hydrogène sur les métaux électrocatalytiquement actifs en milieu alcalin

Le présent travail expose l'étude de la réaction du dégagement d'hydrogène (r.d.h.) en milieu alcalin NaOH 0.1 M à 298 K. Il se consacre particulièrement à la détermination des paramètres cinétiques de cette réaction sur des électrodes polycristallines, électrodéposées au zinc-nickel, codéposées au Co-Ni-Al ou au nickel de Raney ou fabriquées par frittage du nickel de Raney. Il se prononce sur le mécanisme de la r.d.h. et compare les résultats obtenus à ceux de la littérature lorsqu'il y a lieu. Quatre bains d'alliages nous ont permis de codéposer ou d'électrodéposer des électrodes, soit par mode intentiostatique ou potentiostatique. Par mode intentiostatique, la densité du courant utilisé pour l'électrodéposition permet d'atteindre un certain pourcentage de nickel, donc une phase intermétallique donnée. Cette dernière paraît influente sur le type du mécanisme de la r.d.h. selon l'électrode. En effet, on assiste à une augmentation du pourcentage du nickel entre 0.5 mA/ cm² et 1.0 mA/ cm² suivie d'une diminution graduelle jusqu'à 4 mA/ cm². Les phases ainsi électrodéposées influent sur les paramètres cinétiques de la r.d.h. et, par suite, sur le type du mécanisme de cette réaction attribué aux électrodes. L'électrodéposition potentiostatique s'avère meilleure car elle permet d'atteindre des pourcentages de nickel plus grands. Ainsi, à -0.9 V, nous avons atteint 71% de nickel (% molaire). L'électrode contenant un tel pourcentage de nickel présente une pente de Tafel de 114 mV et une densité de courant d'échange de 5.09 10- 4 A/ cm². Autrement dit, elle répond à un mécanisme de la r.d.h. où la réaction Volmer est l'étape déterminante. Le même phénomène d'interdépendance entre le mécanisme et les phases électrodéposées est encore observé. Les électrodes fabriquées par frittage du nickel de Raney sont très prometteuses et actives. L'électrode I avec une pente de Tafel de 70 mV et une densité de courant d'échange de 1.15 10- 8 A/ cm² les surclasse. La codéposition des alliages de Raney et la polarisation des courbes de Tafel effectuées sur les électrodes codéposées nous ont permis de déterminer les paramètres cinétiques de la r.d.h. sur ces électrodes. Les données démontrent que le nickel de Raney est plus actif que l'alliage ternaire Ni-Co-Al. Afin de déterminer la résistance du milieu et corriger la surtension, nous avons fait appel à la méthode d'interruption du courant. Les valeurs de cette résistance sont vérifiées par la mesure de l'impédance. Quelques différences négligeables dans les données des deux méthodes sont observées et attribuées à la lenteur de la lecture du potentiostat aux fréquences élevées. Notre choix a reposé sur la polarographie pour déterminer le pourcentage du nickel électrodéposé dans le cas de l'alliage zinc-nickel, tandis que la voltampérométrie cyclique a servi pour estimer les surfaces réelles des électrodes électrodéposées du même alliage. Ces surfaces réelles surpassent les surfaces géométriques des centaines ou des milliers de fois, et ce, dépendamment de la quantité du zinc extraite d'une électrode par la lixiviation