Thèse soutenue

Synthèse et caractérisations électrochimiques vis-à-vis du lithium de structures organiques polycarbonylées et/ou azotées pour application au stockage électrochimique de l’énergie
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Auteur / Autrice : Joaquin Geng Lopez
Direction : Philippe Poizot
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences. Sciences des matériaux
Date : Soutenance en 2011
Etablissement(s) : Amiens

Mots clés

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Résumé

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Dans le but de satisfaire les besoins électriques et face au manque d’une solution universelle, toute méthode fiable et sûre peut trouver une application pratique. A partir de cette observation, la technologie Li-ion, capable de stocker l’électricité de manière efficace, va jouer un rôle crucial dans les années à venir. Bien que la technologie actuelle se base exclusivement sur des matériaux d’insertion inorganiques, obtenus par des techniques énergivores et à partir de ressources non-renouvelables. L’abondance des matières premières et le coût du cycle de vie de ces matériaux peuvent présenter un obstacle à long terme si on envisage des applications à grande échelle. Afin de proposer une alternative viable, nous avons mis en avant une approche radicalement différente, en développant des matériaux organiques obtenus à partir de la biomasse. Toutefois, promouvoir des matériaux d’électrodes organiques requiert la difficile tâche d’identifier les centres redox organiques capables de réagir réversiblement à haut comme à bas potentiel vs Li. Dans ce cadre, nous avons décidé de synthétiser et d’étudier les propriétés électrochimiques de composés organiques actifs pour applications en tant qu’électrodes d’ accumulateur Li-ion. Nous avons cherché à évaluer différentes structures polycarbonylées et/ou azotées. Dans une première partie nous avons étudié des dérivés azotés neutres, tels que les pipérazines tétrones et deux dérivés de l’héxaazatriphénylène (HAT), puis nous avons étudié l’effet des substituants sur la structure de différentes p-benzoquinones, et nous avons finalement étudié le sel de dilithium du diimide pyromellitique. Notre but est de constituer une bibliothèque qui puisse nous permettre de relier la structure du composé organique à son comportement électrochimique à l’état solide vis à vis du lithium. Cette base nous permettra de développer des matériaux organiques capables de répondre aux besoins électriques présents et futurs.