Étude de la réactivité électrochimique du MnO₂ dans KOH 1 M par voltampérométrie et impédance électrochimique

Electrochemical reactivity of MnO₂ in 1 M KOH studied by voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy

¹ Laboratoire de Technologie des Matériaux et Génie des Procédés (LTMGP), Département de Génie des Procédés. Université A. Mira, Route de Targa Ouzemmour, 06000 Béjaia, Algérie 

² UPR 15 du CNRS "Laboratoire Interfaces et Systèmes Électrochimiques (LISE)", UPMC Univ Paris 06, Case 133, 4 place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05, France 


Reçu : 16 Juin 2008
Accepté : 24 Juin 2008

Résumé

Le bioxyde de manganèse MnO₂ attire de plus en plus l'intérêt des chercheurs en raison de ses dimensions nanométriques. Sa réactivité électrochimique dépend généralement de sa structure cristalline qui varie avec la méthode et les conditions de sa synthèse. Nous allons présenter les résultats de l'étude de l'effet du type d'oxydant sur la réactivité du MnO₂ synthétisé par la méthode hydrothermale : les clichés obtenus par microscopie électronique montrent que les MnO₂ obtenus sont de forme sphérique avec les aiguilles bien cristallisées de dimension nanométrique. La réactivité des produits synthétisés est caractérisée par voltamétrie cyclique et impédancemétrie avec la microélectrode à cavité. Le MnO₂ synthétisé par l'oxydant Na₂S₂O₈ présente une réactivité plus grande dans KOH 1 M que celle du MnO₂ obtenu avec l'oxydant (NHS₂O₈. Ceci réside dans la différence de leurs variétés cristallographiques selon les diffractions aux rayons X. En effet, le MnO₂ le plus réactif qui est utilisé comme pôle positif des batteries est du type gamma formé dans la matrice de la ramsdellite.

Abstract

The nanometric dimensions of manganese dioxide MnO₂ attract increasing interest of researchers. Its electrochemical reactivity depends generally on its crystalline structure, which vary with the method and the synthesis conditions. The present paper deals with the effect of oxidant used on the electrochemical reactivity of MnO₂ synthesized by hydrothermal method. The obtained results by Scanning Electronic Microscopy showed the formation of spheres composed of many nanorods. Techniques such as cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy were employed to investigate the electrochemical reactivity of the obtained MnO₂ powders in 1 M KOH by using a cavity microelectrode. The results illustrate that the nano-structured MnO₂ powder synthesized with the oxidant Na₂S₂O₈ presents the highest electrochemical reactivity in this medium compared to the MnO₂ obtained with the oxidant (NHS₂O₈. The characterization of this powder by X-ray powder diffraction reveals the crystallographic variety γ-MnO₂ used as cathode in batteries.