Présentation
Auteur(s)
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Pierre-Louis TABERNA : Chargé de recherche CNRS à l'Institut Carnot CIRIMAT UMR 5085, Toulouse
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Patrice SIMON : Professeur à l'Université Paul Sabatier, Institut Carnot CIRIMAT UMR 5085, Toulouse
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Lire l’articleINTRODUCTION
L'énergie est au centre de nombreuses préoccupations économiques et environnementales. Une gestion intelligente de l'énergie est associée à un système de stockage efficace. Les axes actuels de recherche visent à améliorer les performances actuelles des systèmes. Le domaine des supercondensateurs l'illustre parfaitement, puisque récemment, la mise au point de carbones microporeux a permis une forte augmentation de l'autonomie de ces systèmes, ce qui permet de les envisager dans des applications de transport.
Energy is an important economic and environmental concern. A smart energy management is linked to an efficient storage system, thus the current research works are focused on the performance improvement of today's devices. Recently, the development of microporous carbons leads to a sharp increase of ultracapacitor energy density making them suitable for transportation applications.
supercondensateur, carbone activé, double-couche électrochimique, densité d'énergie, micropores, carbure
supercapacitor, activated carbon, electrochemical double-layer, energy density, micropores, carbide
Domaine : stockage de l'énergie
Degré de diffusion de la technologie : émergence
Technologies impliquées : supercondensateur
Domaines d'application : transports, récupération d'énergie, microélectronique
Principaux acteurs français
Centres de compétence ou laboratoires de référence : CIRIMAT-LCMIE, Université Paul Sabatier ; IMN, Université de Nantes ; ICGM, Université de Montpellier II ; CRMD, Université d'Orléans
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4. Nanostructuration de l'interface carbone activé/électrolyte
Le critère de choix des matériaux carbonés n'a reposé, pendant de nombreuses années, que sur la recherche de surfaces spécifiques les plus élevées possibles, conduisant à une stagnation au niveau des capacités spécifiques. La prise de conscience de l'importance de la manière dont cette surface spécifique est créée a rapidement changé la donne et dirigé les recherches vers la maîtrise de cette interface en termes de contrôle de taille des pores.
En effet, une des problématiques majeures dans la course à la mise au point de nouveaux matériaux carbonés performants s'est rapidement avérée être la suivante : quelle est la taille optimale de pores que l'on doit développer dans le volume des grains de carbones activés pour optimiser le stockage des charges à l'interface carbone/électrolyte ? En d'autres termes, comment optimiser la capacité de stockage des charges en contrôlant l'interface carbone/électrolyte ?
Les pores qui sont à l'origine de l'augmentation de la surface développée sont créés à l'intérieur des particules de carbone lors du traitement d'activation. Ils sont classés en trois groupes – les micro, les méso et les macropores – ayant respectivement des diamètres inférieurs à 2 nm, compris entre 2 et 50 nm, et supérieurs à 50 nm (figure 2). Ils ne doivent être ni trop larges pour conduire à une augmentation significative de la surface spécifique (en m2/g), ni trop étroits pour pouvoir accueillir, lors du fonctionnement du supercondensateur, les ions solvatés des électrolytes organiques les plus usuels dont la taille est comprise en moyenne entre 1 et 2 nm.
4.1 Carbone mésoporeux et voie Template
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Nanostructuration de l'interface carbone activé/électrolyte
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - SIMON (P.), GOGOTSI (Y.) - Materials for electrochemical capacitors : building a battery of the future. - Nature Materials, 7, p. 845-854 (2008).
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(2) - MILLER (J.R.), SIMON (P.) - Electrochemical capacitors for energy management. - Science, 321(5889), p. 651-652 (2008).
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(3) - AMATUCCI (G.G.), BADWAY (F.), DU PASQUIER (A.), ZHENG (T.) - An asymmetric hybrid nonaqueous energy storage cell. - Journal of the Electrochemical Society, 148, A930-A939 (2001).
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(4) - MOSELEY (P.), NELSON (R.), HOLLENKAMP (A.) - The role of carbon in valve-regulated lead-acid battery technology. - Journal of Power Sources, 157(1), p. 3-10, 19 juin 2006.
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(5) - SING (K.), EVERETT (D.), HAUL (R.), MOSCOU (L.), PIEROTTI (R.), ROUQUEROL (J.) et al - Reporting physisorption data for gas solid systems with special reference to the determination of surface-area and porosity (Recommendations 1984). - Pure and Applied Chemistry, 57(4), p. 603-619 (1985).
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...
ANNEXES
2nd International Symposium on Enhanced Electrochemical Capacitor ISEE'Cap 2011 http://www.iseecap2011.put.poznan.pl/index.php?go=registration
HAUT DE PAGE2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
BATSCAP http://www.batscap.com
MAXWELL Technologies http://www.maxwell.com
NESSAP http://www.nessap.com
A PowerCaps Technologies http://www.apowercap.com
HAUT DE PAGE2.2 Laboratoires – Bureaux d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)
Institut Carnot CIRIMAT UMR5085 Université Paul Sabatier http://www.cirimat.cnrs.fr
CNRS-DR14 Délégation Midi-Pyrénées ...
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