Dépôt de carbone par D.C.P.V. : cinétique de la décomposition thermique du méthane en milieu ferme

¹ Centre de Recherche Paul Pascal (CNRS) et Université de Bordeaux I, Domaine Universitaire, 33405 Talence, France.
² Société Européenne de Propulsion (SEP), Le Haillan, 33160 Saint Médard en Jalles, France.

Résumé

Entre 800 et 1 000 °C la réaction de thermolyse du méthane, sous des pressions de 20 a 500 mm de mercure, donne presque exclusivement du carbone et de l'hydrogène. On confirme qu'elle est initialement d'ordre 1 avec une énergie d'activation voisine de 80 kilocalories.

Dans un large intervalle de temps, le coefficient de dissociation α du méthane varie linéairement en fonction du logarithme du temps : α = a log t + b. La valeur de a est indépendante de la température T et varie comme [Math] (P₀ = pression initiale). Le coefficient b augmente avec T et fait apparaître une énergie apparente d'activation qui croît de 80 a 140 kcal en fonction de P₀ . Un mécanisme possible est suggère.

Abstract

The methane thermolysis reaction was studied in a closed vessel in the temperature range 800-1 000 °C under pressures of 20-500 Torr. The main products by far are carbon and hydrogen. It is confirmed that the initial rate is first order, with an activation energy close to 80 kcal.

During most of the observed reaction time, the methane dissociation coefficient α is found to be a linear function of the logarithm of time : α = a log t + b. The a value is independent of temperature T and decreases with increasing initial P₀ as [Math] (n = 0.4 ± 0.1). The b coefficient increases with T and an apparent activation energy can be determined : it increases from 80 to 140 kcal with increasing P₀. A possible reaction mechanism is suggested.