Etude des propriétés électrochimiques des hydroxydes doubles lamellaires (HDLs) : analyses avancées operando des mécanismes de transferts ioniques

Au cours des dernières décennies, les hydroxydes doubles lamellaires (HDLs) ont suscité un intérêt croissant pour leurs capacités de piégeage, confinement et libération contrôlée d’ions, avec le potentiel de générer des applications prometteuses telles que le stockage d'énergie, la délivrance de médicaments et le traitement de l'eau, de manière durable. Cette thèse vise à contrôler de manière réversible les transferts ion/solvant par électrochimie et à approfondir la compréhension des mécanismes et de la cinétique liés à ces transferts. Ceci a été réalisé au moyen de techniques conventionnelles associant des mesures électrochimiques et gravimétriques, ainsi que d’une technique non conventionnelle, en particulier la spectroscopie d’impédance électrochimique couplée à la microbalance à cristal de quartz rapide, également appelée ac-électrogravimétrie. De nombreuses informations ont pu être obtenues : identification et cinétique des différentes contributions liées aux espèces chargées et non chargées impliquées dans les processus électrochimiques (anions, cations et solvants) et variation des concentrations relatives des espèces dans le HDL. Pour la première fois, le développement et le couplage operando de la diffractions des rayons X aux mesures électrogravimétriques sous potentiel cyclique au synchrotron (Saclay, France) ont démontré que la réaction non réversible d’oxydation de l’eau par électrochimie (i) intervient dans l’espace interfoliaire et (ii) a un impact sur le phénomène d’électrosorption/désorption cationique sur la surface externe du HDL.