Étude par spectroscopie d’impédance électrochimique de la diffusion restreinte dans un film bicouche : application à l’insertion de l’hydrogène dans des bifilms Pd / alliage de Pd

École nationale supérieure d’électrochimie et d’électrométallurgie de Grenoble, Centre de recherche en électrochimie minérale et en génie des procédés, UA CNRS, 1212, domaine universitaire, BP 75, 38402 Saint-Martin-d’Hères, France.

Résumé

Le modèle de la diffusion d’une espèce insérée dans un film formé de deux couches minces de matériaux différents est étudié par Spectroscopie d’impédance Electrochimique (SIE). L’expression théorique de l’impédance de diffusion restreinte est établie et les formes limites de son graphe de Nyquist sont décrites. Des bifilms palladium / alliage de palladium sont choisis comme systèmes modèles. Leur étude expérimentale par impédancemétrie est présentée. L’identification paramétrique des mesures d’impédance et de son expression théorique permet d’accéder aux valeurs du coefficient de diffusion et de la concentration de l’hydrogène dans les matériaux utilisés.

Abstract

The diffusion of an intercalated species into a two-layers thin film is studied theoretically using Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS). The restricted diffusion impedance expression is given in this paper and some possible shapes of the impedance diagrams are shown in the Nyquist complex plane. The intercalation of hydrogen into palladium / palladium alloy bifilms is taken as a model system and is studied experimentally by EIS. There is a good agreement between impedance measurements and theoretical results. Hydrogen concentration and diffusion coefficient values in the various materials have been determined using a fitting procedure.