Élaboration et caractérisation de composés poreux pour le stockage d'énergie et la conversion
Auteur / Autrice : | Hugo Lavilluniere | |
Direction : | Pierre-Henri Aubert | |
Type : | Projet de thèse | |
Discipline(s) : | Chimie - Cergy | |
Date : | Inscription en doctorat le | Soutenance le 18/01/2024 |
Etablissement(s) : | CY Cergy Paris Université | |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences et ingénierie | |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : LPPI - Laboratoire de physico-chimie des polymères et des interfaces | |
Jury : | Président / Présidente : Christian Serre | |
Examinateurs / Examinatrices : Laure Biniek, François Tran van, Pierre Audebert, Pierre-Henri Aubert, Cédric Vancaeyzeele, Thuan Nguyen Pham truong | ||
Rapporteurs / Rapporteuses : François Tran van, Pierre Audebert |
Mots clés
Mots clés libres
Résumé
Ces travaux de thèse visaient à développer des réseaux organiques covalents (COFs) pour les utiliser dans le cadre du stockage de lénergie comme matériaux délectrode de supercondensateurs. Ils présentent des porosités et des surfaces spécifiques remarquable les rendant pertinents pour un tel emploi. Létude sest dabord concentrée sur la synthèse dun COF à base dester boronique, dénommé COF5, en se focalisant sur loptimisation dune nouvelle voie de synthèse assistée par micro-onde permettant den exalter ses performances en termes de stockage. La surface spécifique du COF obtenue est doublée par rapport à celui obtenu par voie solvothermale et sa structuration sous forme cristalline en dope la conductivité électronique. Incorporé comme matériau délectrode, il a démontré une très grande stabilité au cyclage. La seconde partie de ces travaux sest focalisée sur le développement de composites coeur-couronne de COF-5 associé à des nanotubes de carbones comme additif capacitif et conducteur électronique, par lincorporation de cet additif lors de la synthèse du COF. Si la conductivité de ce composite est multipliée par 1000 par rapport à celle du COF5, sa capacitance spécifique est quadruplée après une période dactivation et démontre également une très forte stabilité au cyclage. Enfin, le COF5 a été associés à un polymère conducteur électronique, la polyaniline. Le plus performant de ce type de composite a été réalisé par adsorption du monomère suivi de son électropolymérisation dans la porosité du COF. La capacité spécifique est doublée pour atteindre 672 F.g-1 à 2 mV.s-1 avec une très grande stabilité sans aucun signe de dégradation après 10 000 cycles CV à 100 mV.s-1. Ces travaux démontrent le gros potentiel de lincorporation de polymère conducteur à lintérieur des pores du réseau organique covalente pour en améliorer les performances électrochimiques. Mots clefs : Réseaux organiques covalents, Synthèse solvothermale, Synthèse micro-ondes, Surface spécifique, Porosité, Electrochimie, Supercondensateurs, Pseudocondensateurs, EDLCs, Nanotubes de carbones, Polyaniline.