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Soutenance de thèse de Riham KANAAN

Récupération de l’hydrogène à partir de l’ammoniac : Positionnement de la voie de l’électrolyse

Hydrogen Recovery from Ammonia: Positioning the Electrolysis Route

Date de soutenance : mercredi 21 février 2024 à 10h00
Adresse de soutenance : Mines Paris-PSL Bâtiment A 1 Rue Claude Daunesse 06904 Sophia Antipolis - Amphi Mozart
Directeur de thèse : Christian BEAUGER
Maître de thèse : Pedro AFFONSO NÓBREGA

Langue de soutenance: Anglais

devant le jury composé de :

Mots clés en français : Transport longue distance, Ammoniac, Coût actualisé de l'hydrogène, Electrolyse à membrane d'anions échangeuse, Electro-catalyse

Mots clés en anglais : Long-distance transportation, ammonia, levelized cost of hydrogen, Anion Exchange membrane electrolysis, Electro-catalysis

Résumé de la thèse en français
Le faible poids de l'hydrogène rend son stockage et son transport difficiles. L'ammoniac, sous forme liquide, est proposé comme une alternative pour le transport maritime de l'hydrogène. L'efficacité du processus global dépend de la technologie de récupération. Dans cette thèse, nous avons réalisé une étude technico-économique pour positionner l'électrolyse de l'ammoniac par rapport à la route traditionnelle de décomposition thermique. Ensuite, nous avons effectué des investigations expérimentales pour évaluer l'efficacité de différents catalyseurs dans une électrolyse à membrane échangeuse d'anions. Cela a nécessité la réalisation d'un banc d'essai, la synthèse de catalyseurs, la fabrication d'anodes et la préparation d'assemblage membrane-électrode. Pt-Ir/C a montré de meilleures performances dans la plage de basse tension par rapport à Pt/C. Des investigations supplémentaires sont nécessaires pour comprendre le rôle de Ir pour pouvoir développer un meilleur catalyseur.

Résumé de la thèse en anglais
The light weight of hydrogen makes its storage and transportation challenging. Ammonia, in liquid form under mild conditions, is proposed as an alternative for marine hydrogen transport. The efficiency of the global process depends on the hydrogen recovery technology. In this thesis, we conducted a techno-economic study to position ammonia electrolysis with respect to the traditional thermal decomposition route.  After that, we performed experimental investigations to evaluate the efficiency of different catalysts for ammonia electrolysis in anion exchange membrane electrolysis. This required the realization of a test bench, synthesis of catalysts, fabrication of anodes and preparation of membrane electrode assemblies. Pt/C showed better performance in the high potential region (> 0.76 V) while Pt-Ir/C showed advantages in the low potential region. Further investigations are necessary to understand the role of Ir for further improvement.