Utilisation de la méthode de la sonde calorimétrique mobile pour l’étude de la recombinaison hétérogène d’atomes

Adsorption et réaction de gaz sur solides », équipe associée au CNRS n° 368, ENS d’Électrochimie et d’Électrométallurgie, Domaine Universitaire, BP 44, 38401 Saint-Martin-d’Hères, France.

Résumé

L’utilisation de la méthode de la sonde calorimétrique mobile à compensation de puissance a été étudiée en vue de la détermination d'une part de la vitesse de recombinaison d'atomes d’hydrogène sur une surface de carbone et d’autre part de la concentration des atomes au voisinage de cette surface. Les différents phénomènes pouvant perturber la détermination expérimentale de la vitesse de recombinaison ont été analysés et notamment les variations, dues à 1’adsorption des atomes, du coefficient d’accommodation thermique des molécules d’hydrogène qui peuvent éventuellement fournir un intéressant moyen de contrôle du degré de recouvrement de la surface. La résolution théorique du problème de diffusion des atomes provoquée par leur recombinaison sur les parois et sur la sonde a fourni un moyen très commode de calcul de la concentration atomique au voisinage de la sonde dans les cas là l’ordre de la vitesse de recombinaison sur celle-ci varie entre 0 et 2.

Abstract

The applicability of the movable catalytic probe technique has been studied in order to determine the kinetics of hydrogen atoms recombination on carbon surfaces and the absolute atom concentration near the surface. The determination of the rate of hydrogen atoms recombination involves measurements of the isothermal decrease of electrical power in the presence of hydrogen atoms. The simultaneous adsorption of hydrogen atoms causes variations of the thermic accommodation coefficient of the molecules which if not taken into account, can modify the determination, but give otherwise an interesting mean of control of the surface degree of covering.

A theoretical analysis of the diffusional flow of atoms as a result of heterogeneous recombination has been developped. It provides a very convenient method of calculation of atom concentration near the probe surface when the kinetic order of the recombination varies between 0 and 2.