Contribution à l'étude des composites moléculaires de type pérovskite feuilletée : Application au stockage de l'énergie thermique

Abstract

Ce travail porte sur un nouveau composite moléculaire de type pérovskite feuilletée à base d’acide aminé [NH₃-(CH₂)₃-COOH]₂CdCl₄. L’étude spectroscopique infrarouge à la température ambiante montre l’existence des conformations « gauche ». Les deux bades situées aux fréquences 446 cm⁻¹ et 490 cm⁻¹ sont attribuées respectivement aux déformations des angles CCC et NCC de la chaîne organique. Les études thermodynamiques révèlent l’existence d’une transition de phase solide-solide réversible à la température 354 K à condition de ne pas atteindre le seuil 468 K, avec une variation d’enthalpie de l’ordre de 16.6 kj/mol. La résolution structurale à la température ambiante montre que l’unité asymétrique contient deux chaînes organiques une totalement tordue et l’autre possède une partie organique et la partie inorganiques une totalement tordue et l’autre possède une partie en conformation « trans » et une en conformation « gauche ». La cohésion entre la partie organique et la partie inorganique est assurée par des liaisons hydrogènes de type N-H….Cl selon deux configurations différentes une monoclinique et l’autre orthorhombique ainsi que par des liaisons hydrogènes de type C=O…OH. L’étude de l’évolution des paramètres de la maille cristalline en fonctions de la température et par la diffraction des rayons X et la détermination de la tenseur dilatation thermique montre que l’évolution la plus importante de la maille cristalline est selon l’axe cristallographique a. Au cours de la transition de phase solide-solide la variation de la distance interfeuillet dINT est de l’ordre de 0.4 Å (c'est-à-dire redressement d’un seul couche). En effet, nous pensons que cette transition de phase est due à un redressement du coude NCCC en conformation « gauche » que possède l’une des chaînes organiques de l’unité asymétrique, ce qui entraîne le changement de la configuration de cette chaîne. Les valeurs de la température ainsi que la variation d’enthalpie de la transition de phase solide-solide nous permettent de classer ce type de matériaux parmi ceux utilisés dans le domaine du stockage de l’énergie.