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CIRIMAT : De nouveaux matériaux pour le stockage de l'énergie

Vers la réalisation de supercondensateurs de grande densité d'énergie, plus autonomes

Le 27 septembre 2013

 

Les supercondensateurs offrent des performances intermédiaires entre les batteries et les condensateurs, avec des densités de puissance élevées, mais une densité d'énergie limitée. Augmenter cette densité d'énergie permettrait d'en augmenter l'autonomie, aujourd'hui limitée à quelques secondes.

 

 

Dans la continuité de leurs travaux de recherche sur les matériaux carbonés pour le stockage électrochimique de l'énergie, des chercheurs du laboratoire CIRIMAT, ont montré la possibilité d'insérer réversiblement différents ions (sodium, potassium, ammonium, magnésium et aluminium) en milieu aqueux dans des structures de carbure métallique lamellaires, appelées MXènes.
Plus particulièrement, l'insertion d'ions provenant d'un électrolyte aqueux a été démontrée en utilisant des carbures de titane, de structure lamellaire dont la surface est fonctionnalisée par des groupes hydrophiles.


Obtenus en collaboration avec une équipe de l'université de Drexel, ces résultats sont intéressants à plusieurs titres :

  • peu de matériaux acceptent l'insertion d'ions plus volumineux que le lithium ;
  • les capacités volumiques de stockage de charge sont deux à trois fois plus élevées que celles reportées jusqu'à présent.

Ceci constitue donc une avancée importante vers la réalisation de supercondensateurs de grande densité d'énergie, plus autonomes.


Publiés dans la revue Science, ces travaux offrent plus largement la possibilité d'explorer l'ensemble de la famille des carbures et carbonitrures lamellaires, de type MXènes, dans les systèmes de stockage électrochimique de l'énergie en jouant sur l'insertion d'ions mono- et multivalents, dans l'objectif d'en améliorer les performances.

 

 Légende photo : ions insérés dans un carbure de titane lamellaire © Y. Dall’Agnese & M. Lukatskaya - CIRIMAT


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Contacts scientifiques

Yohan Dall'Agnese (dallagnese.yohan @ hotmail.fr)
Patrice Simon (simon @ chimie.ups-tlse.fr)


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