Effet de la déformation mécanique sur les propriétés de stockage de l’hydrogène des alliages à base de TiFe

L’alliage TiFe est considéré comme un bon candidat en tant que matériau de stockage d’hydrogène pour une grande variété d’applications. Cependant, sa première hydrogénation nécessite une température élevée et une pression d’hydrogène qui pourraient le rendre moins attrayant pour l’industrie en raison du coût supplémentaire lié à la formation initiale de l’hydrure. Récemment, il a été démontré que l’ajout d’éléments de transition et la déformation mécanique peuvent être utilisés pour améliorer la première hydrogénation des matériaux de stockage d’hydrogène. Le but de ce doctorat est de trouver une combinaison d’ajout d’éléments favorisant la première hydrogénation et de traitement de l’alliage par déformation mécanique afin de produire un alliage à base de TiFe à faible coût pour des applications pratiques. Un objectif majeur est également de comprendre le mécanisme fondamental de la substitution d’éléments et de la déformation mécanique sur les propriétés de stockage de l’hydrogène de l’alliage TiFe.

De gauche à droite: M. Jinsheng Xiao (Wuhan University of Technology, Chine), M. Jacques Goyette (UQTR), M. Peng Lyu, doctorant, M. Jacques Huot (UQTR), et M. Jean Hamelin (UQTR).

Dans cette thèse, l’effet de différents additifs (Zr, Zr + 2Mn et Zr + 2V) sur les propriétés de microstructure et d’hydrogénation de l’alliage TiFe a été étudié. Les résultats montrent que les trois additifs peuvent améliorer la première cinétique d’hydrogénation. Cette amélioration est due à la formation de phase secondaire qui agit comme une passerelle pour que l’hydrogène réagisse avec la phase TiFe. En outre, l’étude de l’effet de la déformation mécanique (broyage, laminage à froid et forgeage) sur la première propriété d’hydrogénation du TiFe avec addition de 4% de zirconium et de (Zr + 2Mn) indique que le broyage à billes et le laminage à froid réduit la taille des cristallites. D’une manière générale, le broyage à billes et le laminage à froid sont également utiles pour améliorer la première cinétique d’hydrogénation. Ici, la raison est la formation d’une structure nanocristalline et la création de défauts qui agissent comme des points de nucléation pour l’hydrogénation.

Soutenance de thèse de doctorat en sciences de l’énergie et des matériaux ayant eu lieu le 12 juillet 2018

Membres du jury

M. Jacques Huot, directeur de recherche
Professeur, Université du Québec à Trois-Rivières

M. Jacques Goyette, président du jury
Professeur, Université du Québec à Trois-Rivières

M. Jean Hamelin, évaluateur
Professeur, Université du Québec à Trois-Rivières

M. Fusheng Yang, évaluateur externe
Professeur, XI’an Jiaotong University, Chine

M. Jinsheng Xiao, évaluateur externe
Professeur, Wuhan University of technology, Chine

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