Élaboration et caractérisation d’un matériau de cathode pour pile à combustible à oxyde solide

Abstract

Le travail exposé dans ce mémoire est consacré à l’étude de l’effet du dopage par le monoxyde de manganèse (MnO) et l’oxyde de fer (Fe2O3) sur les propriétés structurales et microstructurales des deux séries La0,7Ca0,3Co1-xFexO3-δ et La0,7Ca0,3Co1-xMnxO3-δ avec x = 0, 0,2 et 0,4. Les résultats obtenus de la diffraction des rayons X, du MEB et d’EDAX nous ont donné une idée sur l’identification des phases et l’évolution microstructurale des grains. Les échantillons ont été élaborés par la méthode usuelle de réaction à l’état solide. L’affinement des paramétrés de maille et l’indexation des raies (h k l) par l’utilisation du Logiciel Jana 2006 dans les groupes d’espace Pbnm et 𝑅3̅𝑐 nous ont permis de prouver le changement de la structure en fonction du dopage surtout dans la série dopé par le fer. Le changement dans la valence de l’élément dopant Fe2O3 de Fe3+ au Fe2+ est prouvé par l’effet de taille sur la variation des paramètres de maille. Le dopage par le fer est avéré nécessaire pour avoir une meilleur proportion ou formation de la phase La0,7Ca0,3Co1-xFexO3-δ. Cependant, le dopage par le manganèse a désavantagé la formation de cette dernière phase en donnant naissance à la formation de phases secondaires. Les microphotographies MEB ont montré que le dopage par l’oxyde de fer a amélioré la morphologie de surface en lui donnant une surface granulaire très compacte et homogène de petit, moyens et gros grains. Le dopage par MnO a engendré un grand changement dans la forme et la taille des grains par rapport à ceux dopé par Fe. L’analyse EDAX atteste sur la bonne pureté de tous les échantillons.