LogoLogo

Segalini, Julie. Etude de l'adsorption des ions dans des carbones microporeux : application aux supercondensateurs

Segalini, Julie (2012). Etude de l'adsorption des ions dans des carbones microporeux : application aux supercondensateurs.

[img]
Preview
PDF - nécessite un logiciel de visualisation PDF comme GSview, Xpdf or Adobe Acrobat Reader
5Mb

Résumé en francais

En utilisant des Carbones Dérivés de Carbures (CDCs), qui ont une distribution de taille de pore étroitement contrôlée de 0,6 à 1 nm, comme matériaux modèles pour les électrodes de supercondensateur, une augmentation de 50% de la capacité a récemment été obtenue. Cette augmentation est maximale lorsque la taille des pores de carbone est très proche de celle des ions de l'électrolyte. De plus, il a été mis en évidence que les ions de l'électrolyte sont au moins partiellement désolvatés dans les pores inférieurs à 1 nm. A partir de ces résultats, l'objectif de cette thèse est de comprendre les mécanismes d'adsorption/désorption des ions dans l'espace confiné des pores de carbone sub-nanométriques (<1 nm). L'étude de la relation taille des pores/taille des ions, en utilisant différents couples électrode de CDC/électrolyte a montré que le transport des ions de l'électrolyte n'est pas entravé dans les pores de carbone inférieurs à 1 nm, si la taille des pores est de l'ordre de la taille effective des ions dans les pores. De plus, il a été mis en évidence que lors de l'adsorption des ions dans des petits pores (~0,7 nm), le comportement capacitif de l'électrode est limité par un effet stérique et non par la saturation de la surface des pores de carbone comme suggéré dans la littérature. Par ailleurs, l'étude du comportement capacitif des électrodes de CDCs dans un liquide ionique solvaté a mis en évidence que la désolvatation des ions entraine une extra-capacité de 30%. Parallèlement aux caractérisations électrochimiques, la spectroscopie RMN in situ a montré qu'il existe de fortes interactions ions - carbone à la surface des électrodes chargées du supercondensateur.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Simon, Patrice
Taberna, Pierre-Louis
Ecole doctorale:Sciences de la matière (SdM)
laboratoire/Unité de recherche :Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des MATériaux (CIRIMAT), UMR 5085
Mots-clés libres :Supercondensateur - Carbone - Pore sub-nanométrique - Adsorption des ions - Solvatation - Spectroscopie d'impédance électrochimique - RMN in situ
Sujets :Sciences des matériaux
Déposé le :25 Feb 2013 09:21