Lois cinétiques de formation des hydrures de LaNi5 à l'état pulvérulent et sous forme de P.M.H. : Rôle du transfert thermique sur les processus de nucléation croissance

Abstract

Parmi les matériaux les plus souvent envisagés pour le stockage de l’hydrogène. Nous pouvons citer le magnésium, les alliages de Fe-Ti et de nombreux composés obtenus à partir des terres rares et des matériaux de transition dont l’un des plus étudiés est le LaNi₅. Or, la comparaison des cinétiques d’hydruration publiées, fait ressortir une diversité dans les résultats suivant les auteurs. Dans la majorité des travaux effectués jusqu’alors, il semble que l’établissement des conditions isothermes ne soit pas la principale préoccupation. Ceci a pour séquence de négliger l’interaction existant entre l’effet thermique et la cinétique de la réaction. De ce fait, il devenait indispensable de conduire des cinétiques de formation rapide sur LaNi₅ avec, comme objectif sur le plan théorique, de remonter à l’action de cet écart à l’isothermicité sur les étapes élémentaires qui interviennent dans le schéma réactionnel. L’étude de l’effet de la masse sur la réaction d’hydruration, nous a permis de mettre en évidence, l’existence de deux domaines. Pour des masses inférieures ou égales à 30 mg, l’élévation de température de l’échantillon est faible et la vitesse croît linéairement avec l’augmentation de la masse. Par contre, pour des masses plus importantes que 30 mg, la vitesse décroît. Les variations de température de l’échantillon sont de plus en plus importantes et le transfert de chaleur devient régulateur de la réaction. Dans ce deuxième domaine, notre étude du phénomène de transfert de chaleur nous a permis de montrer qu’il existe des configurations géométriques et des assemblages réactif/ballast (P.M.H.) ou réactif/nacelle qui modifient la réactivité de LaNi₅. Le changement dans la réactivité de LaNi₅ suivant les conditions expérimentales peut être interprété par des considérations portant sur les étapes de dissociation d’hydrogène moléculaire et de nucléation.