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Piles électriques - Piles activablesArticle de référence | Réf : D3334 v1
Auteur(s) : Jean-Claude LASSÈGUES
Date de publication : 10 mai 2001
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Applications des supercondensateursCet article fait partie de l’offre
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Nous distinguerons d’abord deux familles principales :
les supercondensateurs de type électrostatique, dans lesquels le stockage de l’électricité s’effectue par un simple déplacement de charges électroniques et ioniques ;
les supercondensateurs de type électrochimique, dans lesquels interviennent, en plus, des processus faradiques réversibles.
Notons que les supercondensateurs électrochimiques ne doivent pas être confondus avec les condensateurs électrolytiques ou électrochimiques décrits par ailleurs [36].
Enfin, même s’ils ne sont cités que pour mémoire, nous évoquerons quelques dispositifs hybrides particuliers, inclassables dans les deux rubriques précédentes par le fait qu’une des électrodes fonctionne comme celle d’un accumulateur ou d’un condensateur électrolytique, alors que l’autre fonctionne comme celle d’un supercondensateur.
2.1 Supercondensateurs électrostatiques
Ces supercondensateurs stockent les charges électriques en exploitant :
d’une part, le concept, fondamental en électrochimie, de double couche électrochimique à l’interface entre un conducteur électronique (électrode) et un conducteur ionique (électrolyte) ; des développements complets sur les modèles de Helmoltz, Gouy, Chapman et Stern sont donnés dans tous les ouvrages classiques d’électrochimie ;
d’autre part, l’aptitude de certains matériaux à conduction électronique, tels que le carbone activé, à développer des surfaces spécifiques extrêmement élevées (jusqu’à 2 000 à 3 000 m2/g).
Considérons, par exemple, un dispositif constitué d’un électrolyte liquide imprégnant deux électrodes de carbone C activé séparées par un séparateur poreux et inerte (figure 9). À l’interface carbone/électrolyte va apparaître spontanément une accumulation de charges en excès aussi bien du côté de l’électrode (qel) que du côté de l’électrolyte (qion). La condition d’électroneutralité impose :
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(1) - Proceedings of the nth International Seminar on Double-Layer Capacitors and Similar Energy Storage Devices - , chaque année depuis 1991, Florida Educational Seminars, Deerfield Beach.
(2) - CONWAY (B.E.) - Electrochemical Superca-pacitors : Scientific Fundamentals and Technological Applications - . 698 p. 1999, Plenum Pub. Corp., New York.
(3) - KOTZ (R.), CARLEN (M.) - Principles and applications of electrochemical capacitors - . Electrochim. Acta, 45, 2000, 2483-2498.
(4) - ANDRIEU (X.) - Ultracapacitors for portable electronics, dans Energy Storage Systems for Electronics - , 1, 2000, pp. 521-547, Éditeurs T. Osaka et M. Datta, Gordon and Breach Science Publishers, Amsterdam.
(5) - Journées d’Études sur les Supercondensateurs - , JESC’98, CNAM & S.F.C., Paris, 5-6 février 1998.
(6) - Supercapacitors,...
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