FR2879626A1 - METHOD FOR ELECTRODEPOSITION OF A METAL FOR OBTAINING SOLID POLYMERIC ELECTRODE ELECTROLYTE CELLS - Google Patents

METHOD FOR ELECTRODEPOSITION OF A METAL FOR OBTAINING SOLID POLYMERIC ELECTRODE ELECTROLYTE CELLS Download PDF

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Abstract

The invention concerns electroplating of a metal on an ion-exchanging polymer to obtain cells with electrodes-solid polymer electrolyte, said method including: a phase of impregnating a polymer with a metal ion solution for a given period, a sequence for obtaining a succession of alternating waves and wherein each of the cycles includes: a) applying, from a time t<SUB>0</SUB>, to the electrodes of the cell a current (and/or a voltage) of predetermined initial amplitude having a first polarity, b) measuring the voltage (and/or the current) at the terminals of the cell, the time measurement starting at t<SUB>0</SUB>, comparing the measured voltage (and/or current) with a first predetermined voltage (and/or current), comparing the time measured with a predetermined inversion period, c) inverting the current (and/or the voltage) from instant t' with application of a current (and/or voltage), when the measured voltage (and/or current) reaches or exceeds the threshold voltage (and/or drops below the threshold current) before said period elapses if the threshold voltage (and/or current) has not yet been reached if not at the end of said period, d) a further step of measuring the voltage (and/or the current). The invention is applicable to the preparation of electrolyzers, to water electrolysis in particular for supplying gas to fuel cells or for regenerating spent cells in situ.

Description

2879626 52879626 5

La présente invention concerne un procédé d'électrodéposition d'un métal pour l'obtention de cellules à électrodes-électrolyte polymère solide. Elle s'applique plus particulièrement, mais non exclusivement, à la préparation d'électrolyseurs, à l'électrolyse de l'eau notamment pour l'alimentation en gaz de piles à combustible ou encore à la régénération de cellules usagées in situ.  The present invention relates to a process for electroplating a metal to obtain solid polymer electrolyte-electrolyte cells. It applies more particularly, but not exclusively, to the preparation of electrolysers, the electrolysis of water in particular for the supply of fuel cell gas or the regeneration of used cells in situ.

De façon générale, les cellules à électrodes-électrolyte polymère solide comprennent un électrolyte polymère solide ou une membrane échangeuse d'ions dont l'épaisseur est faible (200 m environ) portant des dépôts métalliques sur ses deux faces opposées qui servent d'électrodes, l'une étant une cathode et l'autre une anode.  In general, the solid polymer electrolyte-electrolyte cells comprise a solid polymer electrolyte or an ion exchange membrane whose thickness is small (approximately 200 m) bearing metal deposits on its two opposite faces which serve as electrodes, one being a cathode and the other anode.

Les membranes sont constituées parfois de polymère perfluorosulfonique formant un réseau de cations fixes et comprenant en outre des anions mobiles ou labiles à l'intérieur de ce réseau, par exemple les membranes FLEMION de la compagnie ASAHI. Elles sont utilisées en électrolyse chlore-soude.  The membranes sometimes consist of perfluorosulfonic polymer forming a network of fixed cations and further comprising mobile or labile anions within this network, for example FLEMION membranes of the company ASAHI. They are used in chlor-alkali electrolysis.

Le plus souvent, les membranes sont constituées en principe de polymère 30 perfluorosulfonique formant un réseau d'anions fixes et comprenant en outre des cations mobiles ou labiles à l'intérieur de ce réseau.  Most often, the membranes consist in principle of perfluorosulfonic polymer forming a fixed anion network and further comprising mobile or labile cations within this network.

Un exemple de membranes les plus couramment utilisées sont les membranes NAFION développées par la société Dupont de Nemours dans 2879626 -2laquelle les anions sont des ions SO3 et les cations peuvent être de natures diverses: Na+, K+, Li+. Toutefois, on tend à préférer l'emploi de protons H+ car la conductivité ionique de la membrane et donc son rendement sont meilleurs.  An example of the most commonly used membranes are the NAFION membranes developed by the Dupont de Nemours company in which the anions are SO 3 ions and the cations can be of various natures: Na +, K +, Li +. However, it tends to prefer the use of H + protons because the ionic conductivity of the membrane and therefore its performance are better.

L'électrolyse de l'eau peut être réalisée à l'aide de telles cellules en alimentant l'anode en eau pure: un dégagement d'oxygène a lieu à cet endroit alors que les protons produits par l'électrolyse traversent la membrane en direction de la cathode. Il y a donc circulation permanente de protons à l'intérieur de la membrane. L'hydrogène se dégage au voisinage de la cathode.  The electrolysis of water can be carried out using such cells by feeding the anode in pure water: an oxygen evolution takes place there while the protons produced by the electrolysis cross the membrane in the direction of the cathode. There is therefore permanent circulation of protons inside the membrane. Hydrogen is released near the cathode.

Afin d'augmenter le rendement énergétique de ces cellules, des catalyseurs métalliques sont utilisés sous la forrne de dépôts sur les faces de la 15 membrane.  In order to increase the energy efficiency of these cells, metal catalysts are used in the form of deposits on the faces of the membrane.

Le choix des métaux déposés sur la membrane dépend de plusieurs facteurs pour une réaction donnée: le pouvoir électro-catalytique qui varie en fonction du métal et de la 20 surface d'échange disponible, la stabilité chimique du dépôt vis-à-vis de la réaction, la stabilité électrochimique du dépôt en fonction du potentiel d'électrode, - la conductivité électronique qui varie selon la porosité du dépôt, 25 le coût.  The choice of the metals deposited on the membrane depends on several factors for a given reaction: the electrocatalytic power which varies according to the metal and the available exchange surface, the chemical stability of the deposit with respect to the reaction, the electrochemical stability of the deposit as a function of the electrode potential, the electronic conductivity which varies according to the porosity of the deposit, the cost.

Or, de telles cellules s'avèrent très onéreuses notamment en raison de l'utilisation de métaux précieux, d'un coût de fabrication des électrodes élevé et des performances électrochimiques des électrodes.  However, such cells are very expensive especially because of the use of precious metals, a high cost of manufacturing electrodes and electrochemical performance of the electrodes.

En effet, lors de l'utilisation des cellules pour l'électrolyse de l'eau, les cations mobiles étant des protons, les membranes polymères sont alors très acides et nécessitent l'emploi de métaux nobles très coûteux tels que le platine, l'iridium, le ruthénium, l'or, le rhodium ou le palladium.  Indeed, when using cells for the electrolysis of water, the mobile cations being protons, the polymer membranes are then very acidic and require the use of expensive noble metals such as platinum, iridium, ruthenium, gold, rhodium or palladium.

2879626 3 Il est donc important d'essayer d'optimiser le ratio quantité de métal utilisée/rendement énergétique notamment en réalisant des dépôts de métal d'une part, de faible épaisseur pour ne pas faire obstacle au cheminement des produits intervenant lors de l'électrolyse et, d'autre part, poreux et rugueux c'est-à-dire présentant une surface d'échange maximale pour une localisation minimum afin d'augmenter la réactivité de l'électrode, soit un fort rapport d'aire spécifique active.  2879626 3 It is therefore important to try to optimize the ratio of the amount of metal used / energy efficiency, in particular by producing metal deposits on the one hand, of small thickness so as not to hinder the flow of products involved in the process. electrolysis and, on the other hand, porous and rough, that is to say having a maximum exchange surface for a minimum location in order to increase the reactivity of the electrode, a high ratio of active surface area.

Les propriétés (épaisseur, porosité, rugosité) d'un tel dépôt de métal ont pour origine un phénomène relatif à la croissance des dépôts métalliques, par exemple de métal noble, sur une surface de nature différente. En effet, il s'avère que ce phénomène tient au fait que l'énergie nécessaire à la formation d'un nucleus est supérieure à l'énergie nécessaire pour la croissance d'un nucleus existant. Ainsi, plutôt que de former une monocouche régulière sur toute la surface puis d'empiler les monocouches, on observe, dans un premier temps, une croissance en ilôts isolés appelés nuclei. Ensuite, un dépôt continue à se développer à partir des nuclei selon une croissance dendritique.  The properties (thickness, porosity, roughness) of such a metal deposit originate from a phenomenon relating to the growth of metal deposits, for example of noble metal, on a surface of a different nature. Indeed, it turns out that this phenomenon is due to the fact that the energy necessary for the formation of a nucleus is higher than the energy necessary for the growth of an existing nucleus. Thus, rather than forming a regular monolayer on the whole surface and then stacking the monolayers, we first observe a growth in isolated islands called nuclei. Then, a deposition continues to grow from nuclei in dendritic growth.

Or, pour avoir un dépôt présentant des propriétés de porosité et de rugosité satisfaisantes, il faut favoriser un développement selon un modèle fractal c'est-à-dire dans une direction parallèle à la surface et non dendritique c'est-à-dire dans une direction normale par rapport à la surface.  However, to have a deposit with properties of porosity and satisfactory roughness, it is necessary to promote a development according to a fractal model that is to say in a direction parallel to the surface and not dendritic that is to say in a normal direction relative to the surface.

Enfin, ces dépôts doivent présenter une adhérence suffisante avec la membrane pour éviter des décollements produits par la formation de gaz à la jonction de la membrane et du dépôt.  Finally, these deposits must have sufficient adhesion with the membrane to avoid detachments produced by the formation of gas at the junction of the membrane and the deposit.

Différentes solutions ont déjà été envisagées: Le document WO 00/28114 (US 6 080 504) décrit une électrode à diffusion gazeuse pour pile à combustible à membrane échangeuse de protons fabriquée par électrodéposition d'un métal catalytique sous forme nanocristalline sur un substrat. Ce résultat est obtenu en mettant en contact 2879626 -4- un substrat électriquement conducteur et une contre-électrode avec un bain galvanoplastique contenant des ions d'un métal (Pt, Pd, Ru, Rh) devant être déposé sur le substrat et en faisant passer un courant électrique pulsé entre le substrat et la contre-électrode, la variation d'amplitude du courant étant pré-déterminée. Les impulsions dudit courant sont cathodiques par rapport au substrat et ont un temps d'activité court et/ou un cycle de travail court avec une fréquence comprise entre 10 hertz environ et 5000 hertz environ. Dans une réalisation préférée, le courant électrique est un courant électrique d'inversion modulé présentant des impulsions qui sont cathodiques par rapport au substrat et des impulsions qui sont anodiques par rapport au substrat, les impulsions cathodiques ayant un temps d'activité court et/ou un temps de cycle court.  Various solutions have already been envisaged: WO 00/28114 (US 6,080,504) discloses a proton exchange membrane fuel cell gas diffusion electrode made by electroplating a nanocrystalline catalytic metal onto a substrate. This result is obtained by contacting an electrically conductive substrate and a counter electrode with an electroplating bath containing metal ions (Pt, Pd, Ru, Rh) to be deposited on the substrate and making passing a pulsed electric current between the substrate and the counter-electrode, the amplitude variation of the current being pre-determined. The pulses of said current are cathodic with respect to the substrate and have a short activity time and / or a short working cycle with a frequency of between about 10 hertz and about 5000 hertz. In a preferred embodiment, the electric current is a modulated inversion electrical current having pulses which are cathodic with respect to the substrate and pulses which are anodic with respect to the substrate, the cathode pulses having a short activity time and / or a short cycle time.

Le procédé décrit dans ce document permet d'obtenir un dépôt sur une seule face. Or, dans le cas de cellules électrochimiques à électrodeélectrolyte polymère solide, il faut obtenir un dépôt symétrique sur les deux faces de la membrane.  The method described in this document provides a deposit on one side. However, in the case of electrochemical cells with solid polymer electrolyte electrode, it is necessary to obtain a symmetrical deposit on both sides of the membrane.

De plus, l'électrode sur laquelle se fait le dépôt reste en contact avec le bain contenant le métal durant toute la durée du dépôt. La quantité de sels pénétrant dans la membrane durant l'imprégnation est élevée et la diffusion des sels se fait sur des distances importantes dans la membrane. Par conséquent, le dépôt est profond sous la surface de la membrane. Or, lors de la réaction électrochimique, des bulles de gaz se forment dans l'électrolyte solide et entraînent alors de fortes contraintes mécaniques qui peuvent déchirer la membrane en surface et user prématurément le dépôt.  In addition, the electrode on which the deposit is made remains in contact with the bath containing the metal throughout the duration of the deposit. The amount of salts entering the membrane during impregnation is high and the salts are diffused over large distances in the membrane. As a result, the deposit is deep beneath the surface of the membrane. However, during the electrochemical reaction, gas bubbles are formed in the solid electrolyte and then cause high mechanical stresses that can tear the membrane surface and wear prematurely deposit.

Le document US 5 084 144 décrit un procédé de fabrication d'une électrode haute efficacité à diffusion de gaz contenant un métal catalytique. Cette électrode est notamment utilisée dans les cellules électrochimiques à électrode polymère solide. Une électrode à diffusion de gaz est constituée d'une face perméable aux gaz et, opposée à celle-ci, d'une face catalysable contenant un matériau de support électriquement conducteur ou semi-conducteur.  US 5,084,144 discloses a method of manufacturing a high efficiency gas diffusion electrode containing a catalytic metal. This electrode is especially used in electrochemical cells with solid polymer electrode. A gas diffusion electrode is made of a gas-permeable face and, opposite to it, a catalytic face containing an electrically conductive or semiconductor carrier material.

Le procédé comprend: 2879626 -5- une étape d'imprégnation de la face catalysable d'une solution contenant un polymère échangeur de cation fluoré dissout dans un solvant polaire, une étape dite de placage durant laquelle l'électrode ainsi traitée est placée dans une solution contenant des cations d'un métal sous une forme oxydée, l'application d'un courant continu et l'interruption de ce courant de manière à obtenir un dépôt ayant une granulométrie> 10 nm et pour lequel la charge en métal obtenu est comprise entre 0,01 et 2 mg par cm2 de la surface catalysable.  The method comprises: a step of impregnating the catalytic face of a solution containing a fluorinated cation exchange polymer dissolved in a polar solvent, a so-called plating step during which the electrode thus treated is placed in a solution containing cations of a metal in an oxidized form, application of a direct current and interruption of this current so as to obtain a deposit having a particle size> 10 nm and for which the metal charge obtained is understood between 0.01 and 2 mg per cm 2 of the catalytic surface.

Le procédé décrit dans ce document permet d'obtenir un dépôt du métal catalytique sur une surface de carbone et non sur une membrane polymérique du type NAFION par exemple.  The process described in this document makes it possible to obtain a deposition of the catalytic metal on a carbon surface and not on a NAFION type polymer membrane, for example.

Par ailleurs, la rugosité du dépôt obtenu par ce procédé est trop faible pour obtenir un bon rendement énergétique.  Moreover, the roughness of the deposit obtained by this method is too low to obtain a good energy efficiency.

De plus, pour la préparation d'électrolyseurs de l'eau, compte tenu de la formation d'hydrogène et d'oxygène gazeux, l'interface électrochimique doit être rugueuse et quasi bi-dimensionnelle (< 0, 01 microns) c'est-à-dire que le dépôt ne doit pas être trop profond sous la surface de la membrane, des bulles de gaz pouvant se former dans l'électrolyte solide entraînant ainsi de fortes contraintes mécaniques qui peuvent déchirer la membrane en surface et user prématurément le dépôt.  In addition, for the preparation of electrolysers of water, given the formation of hydrogen and oxygen gas, the electrochemical interface must be rough and almost two-dimensional (<0.01 microns) it is that is to say that the deposit must not be too deep below the surface of the membrane, gas bubbles being able to form in the solid electrolyte thus leading to high mechanical stresses that can tear the membrane on the surface and prematurely wear the deposit .

Aucune des solutions rencontrées ne tient compte de la diminution de la concentration en ions dans la membrane au fur et à mesure de la réduction desdits ions et par conséquent, de la baisse de la vitesse d'apport de matière à l'interface avec le temps. Or, il n'y a donc pas de raison d'appliquer des fréquences pré-programmées et encore moins identiques: en effet une fréquence pas assez élevée favorisera une croissance dendritique et beaucoup de cations vont diffuser vers le centre de la membrane et être ainsi perdus pour le dépôt et difficiles à recycler. Une fréquence trop élevée deviendra rapidement inutile les ions n'ayant pas le temps d'arriver à l'interface électrode-membrane.  None of the solutions encountered takes into account the decrease in the ion concentration in the membrane as the reduction of said ions and consequently, the decrease in the rate of input of material to the interface with time. . However, there is no reason to apply pre-programmed frequencies and even less identical: in fact a not high enough frequency will promote dendritic growth and many cations will diffuse towards the center of the membrane and thus be lost for deposit and difficult to recycle. Too high a frequency will quickly become unnecessary ions that do not have time to reach the electrode-membrane interface.

2879626 6 L'invention a pour objet de supprimer ces inconvénients en permettant d'obtenir une bonne adhérence du dépôt avec la membrane, une profondeur de dépôt dans la membrane faible et une rugosité accrue dudit dépôt, ce dépôt étant réalisé sur les deux faces de la membrane ce qui implique de raisonner sur des profils de concentration transitoires.  The object of the invention is to eliminate these disadvantages by making it possible to obtain good adhesion of the deposit with the membrane, a low depth of deposition in the membrane and an increased roughness of said deposit, this deposition being carried out on both sides of the membrane. the membrane which implies reasoning on transient concentration profiles.

A cet effet, elle propose un procédé d'électrodéposition d'un métal sur un polymère échangeur d'ions pour l'obtention de cellules à électrodes-10 électrolyte polymère solide, ce procédé comprenant: une phase d'imprégnation du polymère par une solution d'ions métalliques pendant une période donnée de façon à ne faire entrer qu'un nombre d'ions nécessaires et suffisants pour effectuer le dépôt, ladite période étant déterminée en fonction de la profondeur de diffusion des ions tolérée étant entendu que, plus la durée d'imprégnation est longue, plus les ions auront le temps de diffuser vers l'intérieur de la membrane, une séquence permettant d'obtenir une succession d'ondes alternatives et dans laquelle chacun des cycles de la séquence 20 comprend les opérations suivantes: o l'application, à partir d'un temps to, aux électrodes de la cellule d'un courant (et/ou d'une tension) d'amplitude initiale prédéterminée présentant une première polarité de manière à réaliser une réduction électrochimique des ions localisés à l'interface du polymère et de l'une desdites électrodes, cette réduction engendrant un accroissement de la tension (et/ou une diminution du courant) aux bornes de la cellule, o la mesure de la tension (et/ou du courant) aux bornes de la cellule, o la mesure du temps s'écoulant à partir de l'instant to, o la comparaison de la tension (et/ou du courant) mesurée avec une première tension (et/ou un premier courant) prédéterminée, o la comparaison du temps mesuré avec une période d'inversion prédéterminée, o l'inversion du courant (et/ou de la tension) à partir d'un instant t' avec l'application d'un courant (et/ou d'une tension) de même amplitude que l'amplitude initiale mais de polarité inversée, lorsque la tension (et/ou le courant) mesurée atteint ou dépasse la tension (et/ou s'abaisse au-dessous du courant) de seuil avant l'expiration de ladite période si la tension (et/ou le courant) de seuil n'a pas encore été atteinte sinon au moment de l'expiration de ladite période, o une nouvelle étape de mesure de la tension (ou du courant) aux bornes de la cellule, o une nouvelle mesure du temps s'écoulant à partir de l'instant t' d'inversion, o la comparaison de la tension (et/ou du courant) nouvellement mesurée avec une deuxième tension (et/ou un deuxième courant) de seuil pouvant présenter une même amplitude que la première tension (et/ou le premier courant) de seuil mais de polarité inversée, o l'inversion du courant (et(ou de la tension) avec l'application d'un courant (et/ou d'une tension) de même amplitude que l'amplitude initiale mais de polarité inversée par rapport au courant du cycle précédent, lorsque la tension (et/ou le courant) mesurée atteint ou dépasse la tension (et/ou s'abaisse au-dessous du courant) de seuil avant l'expiration de ladite période ou si la tension (et/ou le courant) de seuil n'a pas encore été atteinte sinon au moment de l'expiration de ladite période, o puis de nouveau les mesures de tension (et/ou de courant) et de temps, les comparaisons et les inversions de courant (et/ou de tension).  For this purpose, it proposes a process for electroplating a metal on an ion exchange polymer to obtain solid polymer electrolyte-electrolyte cells, this process comprising: a phase of impregnation of the polymer with a solution of metal ions during a given period so as to enter only a number of ions necessary and sufficient to perform the deposition, said period being determined as a function of the ion diffusion depth tolerated being understood that, the longer the duration the longer the ions have time to diffuse into the interior of the membrane, a sequence making it possible to obtain a succession of alternating waves and in which each of the cycles of the sequence comprises the following operations: applying, from a time to, to the electrodes of the cell a current (and / or a voltage) of predetermined initial amplitude having a first polarity of in order to achieve an electrochemical reduction of the ions located at the interface of the polymer and one of said electrodes, this reduction generating an increase in the voltage (and / or a decrease in the current) at the terminals of the cell, where the measurement of the voltage (and / or current) at the terminals of the cell, o the measurement of the time flowing from the instant to, o the comparison of the voltage (and / or the current) measured with a first voltage ( and / or a first predetermined current, where the comparison of the measured time with a predetermined inversion period, the inversion of the current (and / or the voltage) from a time t 'with the application of a current (and / or voltage) of the same magnitude as the initial amplitude but of inverted polarity, when the measured voltage (and / or current) reaches or exceeds the voltage (and / or falls below below the threshold current) before the expiry of said period if the voltage (and / or current) of threshold has not yet been reached, except at the expiry of the said period, o a new step of measuring the voltage (or current) at the terminals of the cell, o a new measurement of the time flowing from of the inversion moment t ', where the comparison of the newly measured voltage (and / or current) with a second threshold voltage (and / or a second current) may have the same amplitude as the first voltage (and / or the first current) threshold but inverted polarity, o the inversion of the current (and (or voltage) with the application of a current (and / or voltage) of the same amplitude as the initial amplitude but of reversed polarity with respect to the current of the preceding cycle, when the measured voltage (and / or current) reaches or exceeds the voltage (and / or lowers below the current) threshold before the expiration of said period or if the threshold voltage (and / or current) has not yet been reached if not at the time of the expiration of said period, o then again the measurements of voltage (and / or current) and time, comparisons and reversals of current (and / or voltage).

En outre, après l'obtention d'un dépôt présentant les caractéristiques souhaitées, on applique un courant continu afin de permettre aux ions restants, s'il y en a, de diffuser vers une interface polymère-électrode pour être réduit.  In addition, after obtaining a deposit having the desired characteristics, a direct current is applied to allow the remaining ions, if any, to diffuse to a polymer-electrode interface to be reduced.

10 15 20 25 2879626 -8- Ledit polymère échangeur d'ions pourra être une membrane échangeuse d'ions.  Said ion exchange polymer may be an ion exchange membrane.

Ladite membrane échangeuse d'ions pourra être une membrane NAFION O 5 développée par la société Dupont de Nemours.  Said ion exchange membrane may be a NAFION membrane O 5 developed by the company Dupont de Nemours.

Ladite membrane échangeuse d'ions pourra être une membrane FLEMIONO développée par la société ASAHI.  Said ion exchange membrane may be a FLEMIONO membrane developed by ASAHI.

Ledit métal pourra être un des métaux suivants ou toute combinaison de mélange de ces métaux: platine, iridium, or, rhodium, ruthénium, palladium, argent, vanadium, chrome, fer, nickel, cobalt, cuivre, zinc, étain, antimoine, plomb, bismuth.  Said metal may be one of the following metals or any combination of these metals: platinum, iridium, gold, rhodium, ruthenium, palladium, silver, vanadium, chromium, iron, nickel, cobalt, copper, zinc, tin, antimony, lead , bismuth.

La durée d'imprégnation du polymère par une solution d'ions métalliques étant dépendante de la nature de l'ion, elle pourra être optimisée en mesurant son coefficient de diffusion dans la membrane et en modélisant l'échange entre les ions labiles du polymère et les ions métalliques.  The duration of impregnation of the polymer by a solution of metal ions being dependent on the nature of the ion, it can be optimized by measuring its diffusion coefficient in the membrane and by modeling the exchange between the labile ions of the polymer and the metal ions.

La détermination de la période d'inversion de l'onde est basée sur différents critères tels que l'épaisseur de la membrane - dans le cas d'une membrane Nafion le nombre de moles de sulforiates par gramme de membrane -, la nature du sel métallique, le temps de diffusion du sel métallique notamment en fonction de la nature du sel, de la température et de la pression.  The determination of the inversion period of the wave is based on various criteria such as the thickness of the membrane - in the case of a membrane Nafion the number of moles of sulforiates per gram of membrane -, the nature of the salt metal, the diffusion time of the metal salt in particular depending on the nature of the salt, temperature and pressure.

La valeur de la tension (ou du courant) de seuil pourra dépendre de la valeur d'amplitude en courant (ou en tension) choisie pour la succession d'ondes. La relation entre cette tension (ou ce courant) de seuil et l'amplitude de courant (ou de tension) vient de la courbe courant-tension de référence caractéristique du métal utilisé : à une intensité de courant I correspond une tension E, ainsi si l'on impose I et I (ou E et E), on pose comme tension maximum ou tension de seuil E et --E (ou comme courant minimum ou courant de seuil 1 et I).  The value of the threshold voltage (or current) may depend on the amplitude value in current (or voltage) chosen for the succession of waves. The relationship between this threshold voltage (or current) and the current (or voltage) amplitude comes from the reference current-voltage characteristic curve of the metal used: at a current intensity I corresponds a voltage E, so if one imposes I and I (or E and E), one poses as maximum voltage or threshold voltage E and --E (or as minimum current or threshold current I and I).

L'amplitude en courant (ou en tension) pourra être constante ou variable.  The current amplitude (or voltage) may be constant or variable.

La forme du signal en courant (ou en tension) pourra également être par exemple carrée, gaussienne...  The shape of the current signal (or voltage) may also be square, Gaussian for example ...

L'application du courant (ou de la tension) aux bornes de la cellule et les inversions de courant (ou de tension) pourront être réalisés par un générateur de courant, constant ou non, alternatif (ou un générateur de tension, constante ou non, alternative).  The application of the current (or voltage) to the terminals of the cell and the reversals of current (or voltage) can be achieved by a current generator, constant or not, alternating (or a voltage generator, constant or not alternative).

Le dépôt se déroule de la façon suivante: Au début, beaucoup d'ions sont présents à l'interface électrode-membrane, le courant mesuré est en dessous de la valeur fixée, la tension aux bornes de la cellule augmente rapidement et la tension de seuil est alors rapidement atteinte. Ainsi, les inversions de courant sont rapides ce qui permet de réduire les ions en phase métallique au moment où ils sont localisés à l'interface polymère-électrode.  The deposition proceeds as follows: At the beginning, many ions are present at the electrode-membrane interface, the measured current is below the fixed value, the voltage at the terminals of the cell increases rapidly and the voltage of threshold is then quickly reached. Thus, the current inversions are fast, which makes it possible to reduce the ions in the metallic phase at the moment when they are located at the polymer-electrode interface.

Au fur et à mesure de la formation du dépôt, la tension nécessaire pour respecter la valeur de courant fixée diminue, les durées d'inversion augmentent pour permettre de renouveler les ions à l'interface électrodepolymère mais elles doivent être au minimum égales à la période d'inversion déterminée pour empêcher une diffusion trop profonde des ions vers l'intérieur de la membrane, cette diffusion étant accélérée par le champ électrique.Du fait que la concentration en ions diminue, la diffusion des ions à l'intérieur du polymère demeure sensiblement constante (à un faible taux).  As the deposit is formed, the voltage necessary to respect the fixed current value decreases, the inversion times increase to allow the ions to be renewed at the electrode-polymer interface, but they must be at least equal to the period reversal determined to prevent too deep diffusion of the ions towards the inside of the membrane, this diffusion being accelerated by the electric field. As the ion concentration decreases, the diffusion of the ions inside the polymer remains substantially constant (at a low rate).

Une fois la durée de dépôt atteinte, les inversions sont arrêtées au profit 30 d'une onde continue afin de permettre aux ions restants s'il y en a de diffuser vers une interface polymère-électrode pour être réduit.  Once the deposition time is reached, the inversions are stopped in favor of a continuous wave to allow the remaining ions, if any, to diffuse to a polymer-electrode interface to be reduced.

Selon un premier avantage, le procédé selon l'invention permet d'augmenter le nombre de nuclei avant d'entamer leur croissance. Le dépôt ainsi obtenu 2879626 - 10- est très localisé, très rugueux. Il comporte des nano-grains de métal percolants, en forme de choux fleur caractéristique d'une croissance selon un modèle fractal et il est quasi bidimensionnel avec une épaisseur comprise entre 0,01 et 10 microns et de préférence entre 0,01 et 0,1 micron, voire inférieure à 0,01 microns.  According to a first advantage, the process according to the invention makes it possible to increase the number of nuclei before starting their growth. The resulting deposit 2879626 - 10- is very localized, very rough. It comprises cauliflower-shaped percolating metal nano-grains characteristic of a growth according to a fractal model and is almost two-dimensional with a thickness of between 0.01 and 10 microns and preferably between 0.01 and 0, 1 micron or less than 0.01 microns.

Pour une électrode considérée, ces inversions d'onde correspondent à une succession d'alternances négatives ou courant cathodique pendant lesquelles a lieu la réduction des ions en métal et d'alternances positives ou courant anodique pendant lesquelles a lieu l'oxydation de la surface du dépôt métallique formé à l'alternance négative précédente.  For an electrode considered, these wave inversions correspond to a succession of negative alternations or cathodic current during which the metal ions and positive alternations or anodic current during which the oxidation of the surface of the metal deposit formed at the previous negative half cycle.

Par conséquent, en début d'alternance négative, la réduction des cations métalliques se fait sur des nuclei oxydés en surface à l'alternance positive précédente; on constate que cela favorise la formation de nouveaux nuclei plutôt qu'une croissance du nuclei support d'où la formation d'une structure fractale.  Consequently, at the beginning of negative alternation, the reduction of the metal cations is done on nuclei oxidized at the surface at the previous positive half cycle; it is found that this favors the formation of new nuclei rather than a growth of the support nuclei, hence the formation of a fractal structure.

Par ailleurs, pour des raisons thermodynamiques et cinétiques, l'épaisseur de la couche d'oxyde est plus faible à la base des nuclei. Ainsi, l'énergie de germination de nouveaux nuclei doit être plus faible à la base plutôt qu'au sommet ce qui favorise une croissance latérale plutôt qu'axiale et, par conséquent, un dépôt peu épais et très rugueux.  Moreover, for thermodynamic and kinetic reasons, the thickness of the oxide layer is lower at the base of the nuclei. Thus, the nucleation energy of new nuclei must be lower at the base rather than at the top which favors lateral rather than axial growth and, consequently, a thin and very rough deposit.

Selon un troisième avantage, le dépôt métallique pourra être effectué symétriquement sur les différentes faces d'un polymère ainsi les cellules pourront fonctionner dans les deux sens par inversion de polarité ce qui est un atout important en cas d'empoisonnement et de perte de performances au cours du temps.  According to a third advantage, the metal deposition can be carried out symmetrically on the different faces of a polymer so the cells can operate in both directions by polarity inversion which is an important asset in case of poisoning and loss of performance at course of time.

Selon un quatrième avantage, le dépôt étant électrochimique, sa localisation est identique à celle où s'effectue l'électrolyse de l'eau ce qui permet de minimiser la quantité de métal utilisée.  According to a fourth advantage, the deposit being electrochemical, its location is identical to that in which the electrolysis of the water takes place, which makes it possible to minimize the quantity of metal used.

2879626 -11- Selon un cinquième avantage, le polymère pourra être re-imprégné dans une solution d'ions métalliques identiques ou différents.  According to a fifth advantage, the polymer may be re-impregnated in a solution of the same or different metal ions.

Selon un sixième avantage, la solution pourra contenir des ions métalliques différents afin d'effectuer une codéposition simultanée de plusieurs métaux. Cette codéposition pourra être par exemple une codéposition de platine et de ruthénium, le complexe ainsi formé étant plus stable alors qu'un dépôt de ruthénium même suivi ou précédé d'un dépôt de platine se dégrade très rapidement.  According to a sixth advantage, the solution may contain different metal ions in order to perform a simultaneous codéposition of several metals. This codeposition may for example be a platinum and ruthenium codeposition, the complex thus formed being more stable whereas a ruthenium deposit itself followed or preceded by a platinum deposition is degraded very rapidly.

Dans ce cas, la tension (et/ou le courant de seuil) sera déterminée selon la courbe courant-tension de l'alliage de métaux.  In this case, the voltage (and / or the threshold current) will be determined according to the current-voltage curve of the metal alloy.

L'étape d'imprégnation du polymère est très importante car elle doit être rapide et très vite suivie du rinçage du polymère puis du dépôt par électrolyse sinon les ions ont le temps de commencer à diffuser vers l'intérieur de la membrane.  The impregnation stage of the polymer is very important because it must be fast and very quickly followed by the rinsing of the polymer and the electrolysis deposit, otherwise the ions have time to start diffusing towards the inside of the membrane.

A cet effet, le procédé selon l'invention pourra être mis en oeuvre dans son intégralité dans un dispositif comportant une cellule séparée en deux compartiments par une membrane polymère, ces deux compartiments comprenant chacun une entrée et une sortie de liquide de façon à imprégner la membrane, à la rincer puis à lancer directement l'électrodéposition. On évite ainsi toute manipulation coûteuse en temps et donc préjudiciable à un dépôt optimal.  For this purpose, the method according to the invention can be implemented in its entirety in a device comprising a cell separated into two compartments by a polymer membrane, these two compartments each comprising an inlet and a liquid outlet so as to impregnate the membrane, rinsing it and directly starting the electrodeposition. This avoids any expensive handling time and therefore detrimental to optimal deposition.

Ce dispositif pourra très facilement permettre de mettre en oeuvre un dépôt dissymétrique par introduction dans chaque compartiment de solutions de sels métalliques différents par exemple de platine et d'iridium en vue de l'électrolyse de l'eau pour alimenter en hydrogène des piles à combustible.  This device can very easily make it possible to implement an asymmetrical deposit by introducing into each compartment solutions of different metal salts, for example platinum and iridium, for the electrolysis of water to supply hydrogen fuel cells. .

Dans le cas d'un dépôt dissymétrique, le procédé selon l'invention fonctionne en prenant en compte les propriétés des deux ions en imposant deux tensions (et/ou deux courants) de seuil en fonction de l'alternance et du dépôt métallique concerné.  In the case of an asymmetrical deposit, the method according to the invention operates by taking into account the properties of the two ions by imposing two threshold voltages (and / or two currents) as a function of the alternation and the metal deposit concerned.

2879626 -12- Ce dispositif permet également un temps d'imprégnation différent pour chaque face de la membrane par exemple, pour obtenir un dépôt similaire (épaisseur..) sur chaque face dans le cas de deux solutions d'ions différents, les deux temps se terminant en même temps.  This device also allows a different impregnation time for each side of the membrane for example, to obtain a similar deposit (thickness ..) on each side in the case of two different ion solutions, the two times. ending at the same time.

Enfin, ce dispositif permet une régénération in situ des cellules.  Finally, this device allows an in situ regeneration of the cells.

Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans 10 lesquels: La figure 1 est une représentation d'un dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'invention; La figure 2 est une représentation d'un profil de concentration à l'intérieur d'une membrane échangeuse d'ions après imprégnation, La figure 3 est une représentation d'une succession d'ondes en courant appliquée aux bornes de la cellule en fonction du temps; La figure 4 est une représentation de la réponse en tension de la cellule en fonction du temps; La figure 5 est une représentation de la tension en fonction de la 25 densité de courant selon le type de dépôt réalisé.  Embodiments of the invention will be described hereinafter, by way of non-limiting examples, with reference to the accompanying drawings in which: FIG. 1 is a representation of a device implementing the method according to invention; FIG. 2 is a representation of a concentration profile inside an ion exchange membrane after impregnation, FIG. 3 is a representation of a succession of current waves applied to the terminals of the cell according to FIG. time; Fig. 4 is a representation of the voltage response of the cell as a function of time; Figure 5 is a representation of the voltage vs. current density according to the type of deposition performed.

L'exemple de la figure 1 illustre un dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé d'électrodéposition d'un métal sur un polymère échangeur d'ions selon l'invention: Une membrane NAFION 1100 c'est-à-dire avec un poids équivalent de 1100 correspondant à 1100 moles de sulfonates par gramme de membrane est préalablement introduite une demi-heure dans un mélange bouillant d'eau et d'acide sulfurique H2SO4 suprapur 1M puis une heure dans de l'eau 2879626 -13- bouillante de résistivité 18 MS2.cm afin de la nettoyer en surface et à la saturer en eau.  The example of FIG. 1 illustrates a device making it possible to implement the process for electroplating a metal on an ion exchange polymer according to the invention: A NAFION 1100 membrane, that is to say with a weight equivalent of 1100 corresponding to 1100 moles of sulfonates per gram of membrane is first introduced half an hour in a boiling mixture of water and sulfuric acid H2SO4 suprapur 1M and then one hour in boiling water of resistivity 2879626 -13- 18 MS2.cm to clean it on the surface and saturate it with water.

La membrane est alors positionnée dans une cellule CU qu'elle sépare en 5 deux compartiments Cl, C2, ces compartiments comportent chacun une arrivée et une sortie de liquide.  The membrane is then positioned in a cell CU which it separates into two compartments C1, C2, these compartments each comprise an inlet and a liquid outlet.

On fait alors circuler dans chaque cornpartiment, pendant quinze minutes, une solution de concentration 10"2 M en sels de platine tétramine [Pt(NH3)4]Cl2 de façon à obtenir un profil de concentration P1 (Figure 2) puis cette solution est remplacée par de l'eau pure.  A solution with a concentration of 10 -2 M in platinum tetramine salts [Pt (NH 3) 4] Cl 2 is then circulated in each compartment for fifteen minutes so as to obtain a concentration profile P1 (FIG. 2), then this solution is replaced by pure water.

La membrane est située entre deux plaques de titane poreux Al, A2 (ou des fils de platine en spirale) alimentées en série et situées de part et d'autre de la membrane par rapport à un potentiel de référence (masse) correspondant au potentiel de référence d'un générateur de courant G. Par conséquent, le générateur de courant G, un mesureur de tension MV situé entre le générateur G et la cellule CU et la plaque A2 sont référencés par rapport au potentiel de référence (masse).  The membrane is located between two porous titanium plates Al, A2 (or spiral platinum wires) fed in series and located on both sides of the membrane with respect to a reference potential (mass) corresponding to the potential of reference of a current generator G. Therefore, the current generator G, a voltage meter MV located between the generator G and the cell CU and the plate A2 are referenced with respect to the reference potential (mass).

Le générateur de courant G est prograrnmable en intensité, en sens du débit et quant à la forme de l'enveloppe du signal généré. Ses commandes sont respectivement Cdlnt, Cdlnv et CdEnv.  The current generator G is programmable in intensity, in the flow direction and in the shape of the envelope of the generated signal. Its commands are respectively Cdlnt, Cdlnv and CdEnv.

Le calculateur CA reçoit les informations suivantes: une tension mesurée par rapport à la masse CtrIV, un courant traversant Ctrll, une enveloppe du signal de tension déterminée CtrlE (carrée, gaussienne...).  The computer CA receives the following information: a voltage measured with respect to the mass CtrIV, a current through Ctrll, an envelope of the determined voltage signal CtrlE (square, Gaussian ...).

La valeur de courant choisie I = +1- 30 imA correspond sur la courbe courant-tension du platine à une valeur de +/- 2,5 volt qui est fixée comme tension de seuil, ce qui doit correspondre à un dépôt avec une densité de courant de 20 mA/cm2.  The selected current value I = + 1- 30 imA corresponds on the current-voltage curve of the platinum to a value of +/- 2.5 volts which is fixed as the threshold voltage, which must correspond to a deposit with a density current of 20 mA / cm2.

2879626 - 14 - Les mesures de tension sont réalisées toutes les deux secondes.  2879626 - 14 - Voltage measurements are performed every two seconds.

La durée maximale entre deux inversions de polarité est fixée à 1 minute.  The maximum duration between two polarity inversions is set to 1 minute.

Le calculateur CA commande la mise en route du générateur de courant G et l'application, à partir d'un temps to, aux amenées de courant Al, A2, d'un courant d'amplitude initiale prédéterminée I = + 30 mA de manière à réaliser une réduction électrochimique des ions localisés à l'interface de la membrane et de l'amenée de courant Al, cette réduction engendrant un accroissement de la tension aux bornes de la cellule CU.  The computer CA commands the start of the current generator G and the application, from a time to, to the current leads A1, A2, of a predetermined initial amplitude current I = + 30 mA. to perform an electrochemical reduction of the ions located at the interface of the membrane and of the current supply A1, this reduction generating an increase in the voltage across the cell CU.

La valeur de courant I est maintenue constante. La tension augmente simultanément. La mesure de la tension est prise par le mesureur de tension MV et l'information correspondante CtrlV est prise en compte par le calculateur CA qui compare la tension mesurée avec la première tension prédéterminée + 2,5 V et le temps mesuré avec la période d'inversion prédéterminée.  The current value I is kept constant. The voltage increases simultaneously. The measurement of the voltage is taken by the voltage meter MV and the corresponding information CtrlV is taken into account by the computer CA which compares the measured voltage with the first predetermined voltage + 2.5 V and the measured time with the period d predetermined inversion.

Puis, le calculateur CA commande l'inversion du courant avec l'application d'un courant de même amplitude que l'amplitude initiale mais de polarité inversée, soit I = - 30 mA, de manière à réaliser une réduction électrochimique des ions localisés à l'interface de la membrane et de l'amenée de courant A2, lorsque la tension mesurée atteint ou dépasse la tension de seuil avant l'expiration de ladite période ou si la tension de seuil n'a pas encore été atteinte sinon au moment de l'expiration de ladite période.  Then, the computer CA controls the inversion of the current with the application of a current of the same amplitude as the initial amplitude but of reversed polarity, ie I = -30 mA, so as to achieve an electrochemical reduction of the ions located at the interface of the membrane and of the current supply A2, when the measured voltage reaches or exceeds the threshold voltage before the expiry of said period or if the threshold voltage has not yet been reached, except at the moment of the expiry of that period.

Les inversions de courant s'enchaînent selon le même processus tant qu'il y a une diminution de l'amplitude de l'enveloppe du signal de tension, cette diminution étant corrélée à l'augmentation du dépôt. Le calculateur CA calcule la variation de l'amplitude et lorsqu'elle tend vers zéro, le calculateur CA envoie au générateur G une commande pour imposer un courant continu pour permettre aux sels, s'il y en a, de migrer vers une des interfaces membrane-électrode afin d'être réduits. Enfin, le calculateur CA provoque l'arrêt du générateur de courant G. 2879626 -15- Il est à noter que l'information correspondant au courant appliqué par le générateur G aux bornes de la cellule (Ctrll) est prise en compte par le calculateur CA (vérification de bon fonctionnement de l'électrolyse).  The current inversions follow the same process as long as there is a decrease in the amplitude of the envelope of the voltage signal, this decrease being correlated with the increase in the deposition. The calculator CA calculates the variation of the amplitude and when it tends to zero, the computer CA sends the generator G a command to impose a direct current to allow the salts, if any, to migrate to one of the interfaces membrane-electrode in order to be reduced. Finally, the computer CA causes the current generator G to stop. 2879626 -15- It should be noted that the information corresponding to the current applied by the generator G to the terminals of the cell (Ctrll) is taken into account by the calculator AC (check of correct operation of the electrolysis).

En cas de dysfonctionnement détecté à partir des informations CtrlV, Ctrll, le calculateur provoque également l'arrêt du générateur de courant G. La succession d'ondes alternatives appliquée pendant le dépôt est représentée sur la figure 3 et la réponse du système en tension aux bornes des amenées de courant sur la figure 4, chaque point correspondant à une mesure de la tension.  In the event of a malfunction detected from the information CtrlV, Ctrll, the computer also causes the current generator G to stop. The succession of alternating waves applied during the deposition is represented in FIG. 3 and the response of the system in tension to terminals of the current leads in FIG. 4, each point corresponding to a measurement of the voltage.

Le dépôt métallique évolue en fonction des inversions et les réactions électrochimiques aux interfaces membrane/amenées de courant: Lorsqu'une amenée de courant est soumise à une alternance positive (courant anodique), il se produit la décomposition de l'eau selon: H2O1/202+2H++2e Pendant ce temps, sur l'autre amenée de courant, il se produit deux réductions en parallèle: É la réduction des protons selon: H+ + 1 e * %2 H2 É la réduction du sel selon: Pte+ + 2 e * Pt En terme de courant, la seconde réduction est négligeable devant la première.  The metallic deposition changes according to the inversions and the electrochemical reactions at the membrane / current supply interfaces: When a current supply is subjected to a positive alternation (anodic current), the decomposition of the water takes place according to: H2O1 / 202 + 2H ++ 2e Meanwhile, on the other current supply, two reductions occur in parallel: É the reduction of the protons according to: H + + 1 e *% 2 H2 É the reduction of the salt according to: Pte + + 2 e * Pt In terms of current, the second reduction is negligible in front of the first.

Pour imposer le courant prédéterminé à une température de 25 C, le générateur de courant G doit au moins imposer + 1,23 volt ou 1,23 volt selon le sens de l'alternance en courant, ce qui correspond à la tension minimum de décomposition de l'eau et environ 0,2 volt par électrode en surtension plus une chute ohmique dans la membrane. Par conséquent, lors de l'inversion, la tension croît très vite avant de tendre vers un palier.  To impose the predetermined current at a temperature of 25 C, the current generator G must at least impose + 1.23 volts or 1.23 volts according to the direction of the current alternation, which corresponds to the minimum voltage of decomposition water and about 0.2 volts per overvoltage electrode plus an ohmic drop in the membrane. Therefore, during the inversion, the voltage increases very quickly before reaching a landing.

2879626 -16- Mais pendant la durée d'une alternance donnée, il se forme un peu d'hydrogène H2 d'un côté et un peu d'oxygène 02 de l'autre qui restentpiégés au voisinage des amenées de courant.  However, during the duration of a given alternation, a small amount of hydrogen H2 is formed on one side and a little oxygen 02 on the other, which remains in the vicinity of the current leads.

A l'inversion suivante, le courant initial provient de la recombinaison inverse de l'électrolyse: l'hydrogène H2 donne des protons H+ et l'oxygène 02 est réduit en eau: la tension remonte finalement lentement.  At the next inversion, the initial current comes from the reverse recombination of electrolysis: hydrogen H2 gives protons H + and oxygen O2 is reduced to water: the tension finally slowly rises again.

Puis, au fur et à mesure des alternances, la surface en platine de chaque face augmente, les surtensions diminuent et la tension monte de moins en moins vite vers une valeur d'équilibre de plus en plus basse.  Then, as and when alternating, the platinum surface of each side increases, overvoltages decrease and the voltage increases less and less quickly to a lower and lower equilibrium value.

Progressivement, la tension de seuil n'est plus atteinte avant la fin de la période d'inversion.  Gradually, the threshold voltage is no longer reached before the end of the inversion period.

La comparaison entre des dépôts réalisés selon un procédé classique sans modulation des durées d'inversion et des dépôts réalisés selon le procédé objet de l'invention est effectuée grâce à des courbes de tension (V) en fonction de la densité de courant (mA.cm-2) de la figure 5. Cette comparaison montre que le procédé permet de baisser la tension requise pour obtenir une densité de courant supérieure.  The comparison between deposits made according to a conventional method without modulation of the inversion times and deposits made according to the method of the invention is performed by means of voltage curves (V) as a function of the current density (mA. cm-2) of Figure 5. This comparison shows that the method allows to lower the voltage required to obtain a higher current density.

L'invention ne se limite pas aux exemples précédemment décrits.  The invention is not limited to the examples described above.

En effet, on pourra également envisager d'imposer des inversions de tension selon un courant de seuil.  Indeed, it will also be possible to consider imposing voltage inversions according to a threshold current.

Le courant ou la tension appliqués pourront avoir une amplitude variable. La forme du signal pourra également être par exemple carrée, gaussienne...  The applied current or voltage may have a variable amplitude. The signal form can also be square, Gaussian for example ...

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Claims (19)

Revendicationsclaims 1. Procédé d'électrodéposition d'un métal sur un polymère échangeur d'ions pour l'obtention de cellules à électrodes-électrolyte polymère solide, caractérisé en ce qu'il comprend: une phase d'imprégnation du polymère (M) par une solution d'ions métalliques pendant une période donnée de façon à ne faire entrer qu'un nombre d'ions nécessaires et suffisants pour effectuer le dépôt, ladite période étant déterminée en fonction de la profondeur de diffusion des ions tolérée, une séquence permettant d'obtenir une succession d'ondes alternatives et dans laquelle chacun des cycles comprend les opérations suivantes: o l'application, à partir d'un temps to, aux électrodes (Al, A2) de la cellule (CU) d'un courant (et/ou d'une tension) d'amplitude initiale prédéterminée présentant une première polarité de manière à réaliser une réduction électrochimique des ions localisés à l'interface du polymère (M) et de l'une desdites électrodes (Al), cette réduction engendrant un accroissement de la tension (et/ou une diminution du courant) aux bornes de la cellule CU, o la mesure de la tension (et/ou du courant) aux bornes de la cellule, o la mesure du temps s'écoulant à partir de l'instant to, o la comparaison de la tension (et/ou du courant) mesurée avec une première tension (et/ou un premier courant) prédéterminée, o la comparaison du temps mesuré avec une période d'inversion prédéterminée, o l'inversion du courant (et/ou de la tension) à partir d'un instant t' avec l'application d'un courant (et/ou d'une tension) de même amplitude que l'amplitude initiale mais de polarité inversée, lorsque la tension (et/ou le courant) mesurée atteint ou dépasse la tension (et/ou s'abaisse au-dessous du courant) de seuil avant l'expiration de ladite période si la tension (et/ou le 2879626 -18courant) de seuil n'a pas encore été atteinte sinon au moment de l'expiration de ladite période, o une nouvelle étape de mesure de la tension (ou du courant) aux bornes de la cellule, o une nouvelle mesure du temps s'écoulant à partir de l'instant t' d'inversion, o la comparaison de la tension (et/ou du courant) nouvellement mesurée avec une deuxième tension (et/ou un deuxième courant) de seuil pouvant présenter une même amplitude que la première tension (et/ou le premier courant) de seuil mais de polarité inversée, o l'inversion du courant (et/ou de la tension) avec l'application d'un courant (et/ou d'une tension) de même amplitude que l'amplitude initiale mais de polarité inversée par rapport au courant du cycle précédent, lorsque la tension (et/ou le courant) mesurée atteint ou dépasse la tension (et/ou s'abaisse au-dessous du courant) de seuil avant l'expiration de ladite période ou si la tension (et/ou le courant) de seuil n'a pas encore été atteinte sinon au moment de l'expiration de ladite période, o puis de nouveau les mesures de tension (et/ou de courant) et de temps, les comparaisons et les inversions de courant (et/ou de tension).  1. A process for electroplating a metal on an ion-exchange polymer for obtaining cells with solid polymer electrolyte-electrolyte, characterized in that it comprises: a phase of impregnation of the polymer (M) with a solution of metal ions during a given period so as to enter only a number of ions necessary and sufficient to effect the deposition, said period being determined as a function of the permissible ion diffusion depth, a sequence permitting to obtain a succession of alternative waves and in which each of the cycles comprises the following operations: the application, from a time to, to the electrodes (Al, A2) of the cell (CU) of a current (and or a voltage) of predetermined initial amplitude having a first polarity so as to achieve an electrochemical reduction of the ions located at the interface of the polymer (M) and of one of said electrodes (Al), this reduction generating an increase in the voltage (and / or a decrease in current) across the cell CU, where the measurement of the voltage (and / or current) across the cell, where the measurement of the time flowing from instant to, where the comparison of the measured voltage (and / or current) with a first predetermined voltage (and / or a first current), where the comparison of the measured time with a predetermined inversion period, o the inversion of the current (and / or the voltage) from a moment t 'with the application of a current (and / or a voltage) of the same amplitude as the initial amplitude but of polarity inverted, when the measured voltage (and / or current) reaches or exceeds the threshold voltage (and / or drops below the current) before the expiry of said period if the voltage (and / or the 18current) threshold has not yet been reached, except at the expiry of the said period, o a new step of measuring the voltage (or current) at the terminals of the cell, o a new measurement of the time flowing from the instant t 'of inversion, o the comparison of the voltage (and / or the current) newly measured with a second threshold voltage (and / or a second current) that may have the same amplitude as the first voltage (and / or the first current) of threshold but of inverted polarity, where the inversion of the current (and / or the voltage) with the application of a current (and / or a voltage) of the same amplitude as the initial amplitude but of inverted polarity with respect to the current of the preceding cycle, when the measured voltage (and / or current) reaches or exceeds the threshold voltage (and / or lowering below the current) before the expiration of said period or if the threshold voltage (and / or current) has not yet been reached, except at the time of the expiration of said period, o then again the measurements of voltage (and / or current) and time, comparisons and invitations ersions of current (and / or voltage). 2. Procédé d'électrodéposition selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, après le dépôt présentant les caractéristiques souhaitées, l'application d'un courant continu afin de permettre aux ions restants s'il y en a de diffuser vers une interface polymère-électrode pour être réduits.  2. electroplating process according to claim 1, characterized in that it comprises, in addition, after the deposit having the desired characteristics, the application of a direct current to allow the remaining ions if there are any to diffuse to a polymer-electrode interface to be reduced. 3. Procédé d'électrodéposition selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit polymère échangeur d'ions est une membrane échangeuse d'ions (M).  3. electrodeposition process according to claim 1, characterized in that said ion exchange polymer is an ion exchange membrane (M). 2879626 - 19-  2879626 - 19- 4. Procédé d'électrodéposition selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite membrane échangeuse d'ions est une membrane NAFION (marque déposée).4. electroplating process according to claim 3, characterized in that said ion exchange membrane is a NAFION membrane (registered trademark). 5. Procédé d'électrodéposition selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite membrane échangeuse d'ions est une membrane FLEMION (marque déposée).  5. electroplating process according to claim 3, characterized in that said ion exchange membrane is a FLEMION membrane (registered trademark). 6. Procédé d'électrodéposition selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit métal est un des métaux suivants ou toute combinaison de mélange de ces métaux: platine, iridium, or, rhodium, ruthénium, palladium, argent, vanadium, chrome, fer, nickel, cobalt, cuivre, zinc, étain, antimoine, plomb, bismuth.  6. electroplating process according to claim 1, characterized in that said metal is one of the following metals or any combination of these metals: platinum, iridium, gold, rhodium, ruthenium, palladium, silver, vanadium, chromium, iron , nickel, cobalt, copper, zinc, tin, antimony, lead, bismuth. 7. Procédé d'électrodéposition selon la revendication 1, caractérisé en ce que la détermination de la période d'inversion de l'onde est basée sur différents critères tels que l'épaisseur de la membrane, la nature du sel métallique, le temps de diffusion du sel métallique notamment en fonction de la nature du sel, de la température et de la pression.  7. electroplating process according to claim 1, characterized in that the determination of the inversion period of the wave is based on various criteria such as the thickness of the membrane, the nature of the metal salt, the time of diffusion of the metal salt in particular according to the nature of the salt, the temperature and the pressure. 8. Procédé d'électrodéposition selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur de la tension (ou du courant) de seuil dépend de la valeur d'amplitude en courant (ou en tension) choisie pour la succession d'ondes alternatives.  8. electroplating process according to claim 1, characterized in that the value of the threshold voltage (or current) depends on the current amplitude value (or voltage) chosen for the succession of alternative waves. 9. Procédé d'électrodéposition selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amplitude en courant (ou en tension) est constante.  9. Electroplating process according to claim 1, characterized in that the current amplitude (or voltage) is constant. 10. Procédé d'électrodéposition selon la revendication 1, 30 caractérisé en ce que l'amplitude en courant (ou en tension) est variable.  10. Electroplating process according to claim 1, characterized in that the amplitude in current (or in voltage) is variable. 11. Procédé d'électrodéposition selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'application du courant (ou de la tension) aux bornes de la cellule et les inversions de courant (ou de tension) sont réalisés par un 2879626 - 20 - générateur de courant alternatif (G) (ou un générateur de tension alternative).  11. electroplating process according to claim 1, characterized in that the application of the current (or voltage) to the terminals of the cell and the reversals of current (or voltage) are performed by a generator 2879626 - 20 - alternating current (G) (or an alternating voltage generator). 12. Procédé d'électrodéposition selon la revendication 1, 5 caractérisé en ce que le polymère est re-imprégné dans une solution d'ions métalliques identiques.  12. electroplating process according to claim 1, characterized in that the polymer is re-impregnated in a solution of identical metal ions. 13. Procédé d'électrodéposition selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère est re-imprégné dans une solution d'ions 10 métalliques différents.  13. Electroplating process according to claim 1, characterized in that the polymer is re-impregnated in a solution of different metal ions. 14. Procédé d'électrodéposition selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution contient des ions métalliques différents afin d'effectuer une codéposition simultanée de plusieurs métaux.  14. electroplating process according to claim 1, characterized in that the solution contains different metal ions in order to perform a simultaneous codéposition of several metals. 15. Procédé d'électrodéposition selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dépôt métallique est effectué symétriquement sur les différentes faces d'un polymère.  15. electroplating process according to claim 1, characterized in that the metal deposition is carried out symmetrically on the different faces of a polymer. 16. Procédé d'électrodéposition selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dépôt métallique est effectué dissymétriquement sur les différentes faces d'un polymère.  16. Electroplating process according to claim 1, characterized in that the metal deposition is carried out asymmetrically on the different faces of a polymer. 17. Cellule à électrodes-électrolyte polymère solide obtenue conformément au procédé selon l'une des revendications précédentes, cette cellule comportant un polymère comprenant un dépôt très localisé, très rugueux formé des nano-grains de métal percolants dont la structure répond à un modèle fractal.  17. A solid polymer electrolyte-electrolyte cell obtained according to the method according to one of the preceding claims, this cell comprising a polymer comprising a highly localized, very rough deposit formed of percolating metal nano-grains whose structure responds to a fractal model. . 18. Cellule selon la revendication 17, caractérisée en ce que le dépôt a une épaisseur 0,01 et 10 microns et de préférence entre 0,01 et 0, 1 micron.  18. Cell according to claim 17, characterized in that the deposit has a thickness of 0.01 and 10 microns and preferably between 0.01 and 0.1 micron. 2879626 - 21 -  2879626 - 21 - 19. Cellule selon la revendication 17, caractérisée en ce que le dépôt a une épaisseur inférieure à 0,01 micron.19. Cell according to claim 17, characterized in that the deposit has a thickness of less than 0.01 micron.
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