Contexte
Ionogels-silice : propriétés liquides ioniques pour électrolytes solides

1.1 Intérêt de dispositifs tout solide

De nombreux dispositifs existent et sont efficaces avec une part liquide : stockage d'énergie, dispositifs d'affichage, capteurs, membranes, catalyseurs. Ces dispositifs sont, si possible, avantageusement mis sous forme entièrement solide. Cette demande est parfois liée à des nécessités impératives, aussi bien qu'à des objectifs de simplification de production, d'emballage, de miniaturisation, d'intégration facilitée à des systèmes d'ensembles, ou encore de sécurité pour l'homme et pour l'environnement. Le plus souvent, le passage au « tout solide » se fait au détriment des performances de transport ionique ou moléculaire, quelquefois aussi de qualités de transmission ou d'émission optique. Naturellement, il est sous-tendu de chercher à améliorer les performances des dispositifs solides pour les rapprocher au mieux de celles des dispositifs où intervient une part liquide.

Plus précisément, on cherche par exemple à améliorer dans les batteries lithium la conductivité des électrolytes solides, pour les batteries en couches minces utilisant des verres ou des céramiques type LIPON [D 3 342], mais aussi pour les batteries de puissance utilisant des films polymériques. Il existe par ailleurs une demande pour les membranes électrolytiques de piles à combustible basse température, qui transportent des protons, afin qu'elles soient performantes à des températures un peu plus élevées qu'à l'heure actuelle, vers 100 ou 200 ^oC, améliorant ainsi la conductivité mais aussi limitant l'empoisonnement du catalyseur et la nécessité de refroidir le système. Un autre exemple se trouve dans le domaine des cellules photovoltaïques : une fois de plus, la nécessité de trouver des électrolytes solides, voire souples, transparents dans une grande gamme de longueur d'ondes dans et autour du domaine du visible et aussi performants que des systèmes liquides motive des efforts de recherche vers de nouvelles technologies. On pourra enfin citer les dispositifs d'affichage et d'éclairage de nouvelles générations impliquant...