[Publication] Matériaux carbonés modèles pour électrodes de supercondensateurs
Nos chercheurs ont travaillé en collaboration avec deux laboratoires du CSIC en Espagne, l’Institut de Carbochimie à Saragosse et l’Institut du Carbone à Oviedo. Ces matériaux ont été préparés par mécanosynthèse à partir de tanin et de copolymères à blocs, suivie d’une carbonisation et d’une activation au CO2.
En utilisant une technique originale appliquée aux isothermes d’adsorption-désorption d’azote, le balayage des boucles d’hystérèse, il a été possible de mieux comprendre la connectivité du réseau de pores et de la relier aux performances électrochimiques de ces matériaux lorsqu’utilisés comme électrodes de supercondensateurs (SC).
Il a été démontré qu’une structure ordonnée est plus favorable à la diffusion des électrolytes aqueux, dont les ions sont petits, alors que la meilleure connectivité du réseau de pores de la structure désordonnée améliore la diffusion des électrolytes organiques, dont les ions sont plus grands. De meilleures performances électrochimiques sont donc obtenues pour chaque cas. Un examen approfondi de la littérature a permis de conclure que les carbones développés ici constituent une alternative rapide, peu coûteuse et respectueuse de l’environnement pour une utilisation comme électrodes dans les SC. Cette approche contribuera à l’optimisation de matériaux d’électrodes pour SC.
La première auteure, Jimena Castro-Gutierrez, a développé ce travail dans nos laboratoires grâce à la subvention accordée par le prestigieux programme CONACYT-SENER du gouvernement mexicain. Après sa soutenance de thèse en 2020, elle continue ses recherches à l’IJL grâce au projet TALiSMAN cofinancé par le FEDER.
Références :
Titre: Model carbon materials derived from tannin to assess the importance of pore connectivity in supercapacitors
Auteurs : Jimena Castro-Gutiérrez, Noel Díez, Marta Sevilla, M.Teresa Izquierdo, Alain Celzard, Vanessa Fierro
Nom de la revue : Renewable and Sustainable Energy Reviews
Date de parution (en ligne) : 19 août 2021
Lien : https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.111600
Légende de l’image :
A gauche, schéma d’un supercondensateur utilisant comme électrodes des matériaux carbonés à porosité ordonnée (en vert) ou désordonnée (en violet). Ces carbones ordonnés ou désordonnés se comportent remarquablement bien avec des électrolytes aqueux et organiques (au centre), respectivement, si l’on compare la rétention de capacité quand la densité de courant augmente (figures de droite).
