Stockage pseudo-capacitif par des oxydes métalliques et polymères conducteurs électroniques


Stage M2


Lieu d’accueil :
PCM2E, UFR Sciences et techniques, Université de Tours

Contact :
Université de Tours


Parmi les matériaux utilisés dans le stockage électrique par des supercondensateurs, les matériaux dits pseudo-capacitifs sont aujourd'hui présentés comme une alternative prometteuse aux matériaux carbonés. En effet, le comportement faradique de ces matériaux leur confère une capacitance relativement élevée. Les oxydes métalliques tels que MnO2, RuO2, NiO…ou encore les polymères conducteurs électroniques tels que la polyaniline et le polypyrrole, présentent des capacitances théoriques bien plus importantes que le carbone activé habituellement utilisé dans la fabrication des supercondensateurs. Cependant, en pratique les capacitances obtenues par ces matériaux sont le plus souvent très en dessous des valeurs attendues (3 ou 4 fois moins). Les raisons de cet écart sont multiples : la méthode de synthèse, l'épaisseur du matériau pseudo-capacitif, sa composition, sa morphologie, l'électrolyte utilisé, etc…
Le but de stage portera d'abord sur la préparation de matériaux pseudo-capacitifs et d'en étudier les propriétés de stockage. On s'intéressera plus particulièrement à des couches à base de MnO2 et de polypyrrole. Le mécanisme et les propriétés de stockage seront étudiés et élucidés par des techniques électrochimiques tels que la voltampérométrie cyclique, la spectroscopie d'impédance électrochimique, et la microbalance à cristal de quartz. La chimie de surface des matériaux sera caractérisée par spectroscopie Raman et infrarouge, la morphologie des films par microscopie électronique à balayage (MEB) et à force atomique (AFM). Des conclusions sur la relation entre les propriétés des matériaux étudiés et leurs comportements seront ainsi établies sur la base de l'ensemble des ces études physico-chimiques.


 

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