Développement d'électrolytes polymères biosourcés pour des applications de stockage d'énergie

Development of bio-based polymer electrolytes for energy storage applications

• Auteur / Autrice : Souhaib Abouricha
• Direction : Frédéric Favier, Hicham Ben youcef
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie et Physico-Chimie des Matériaux
• Date : Inscription en doctorat le 09/01/2023
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....) en cotutelle avec Université Mohammed VI Polytechnique
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ICGM - Institut Charles Gerhardt de Montpellier
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : D4 - Chimie des Matériaux, Nanostructures, Matériaux pour l'Energie

Mots clés

Mots clés libres

Électrolyte

Supercondensateur

Biopolymère

Liquide ionique

Stockage de l'énergie

Electrolyte

Supercapacitor

Biopolymer

Ionic liquid

Energy storage

Résumé

Le besoin croissant d'énergie propre et la nature intermittente des sources d'énergie renouvelables nécessitent le développement de dispositifs de stockage d'énergie pour les applications stationnaires et mobiles. Les batteries et les supercondensateurs sont considérés aujourd'hui comme les solutions de stockage d'énergie les plus prometteuses. Ils contribuent de manière significative à la fiabilité, et à la durabilité des énergies renouvelables en stockant et en gérant l'énergie de différentes manières. Les supercondensateurs ont attiré l'attention récemment, grâce à leurs taux de charge/décharge rapides, leur densité de puissance élevée et leur longue durabilité. En outre, les électrodes et les électrolytes ont une influence significative sur les performances et les propriétés des supercondensateurs. Les études précédentes se concentraient principalement sur les électrolytes utilisant des solutions aqueuses, organiques ou des liquides ioniques, qui posaient souvent des problèmes d'emballage et de sécurité. Les électrolytes polymères gélifiés sont l'une des alternatives les plus prometteuses pour remplacer les électrolytes liquides à cause de leur faible réactivité, la diminution des risques de fuite, l'amélioration de leur fiabilité, de leur flexibilité et de leur versatilité de fabrication. Ce travail établit un plan méthodique pour le développement de nouveaux électrolytes innovants en immobilisant des liquides ioniques dans une matrice biopolymère pour créer des supercondensateurs solides, fiable, flexibles et performants.

The growing need for clean energy and the intermittent nature of renewable energy sources require the development of energy storage devices for both stationary and mobile applications. Batteries and supercapacitors are considered today the most promising energy storage solutions. They contribute significantly to the reliability, affordability, and sustainability of renewable energy by storing and managing energy in different methods. Supercapacitors have gained attention lately, thanks to their fast charge/discharge rates, high power density, and longer life. The electrodes and electrolytes have a significant influence in defining the performance and properties of supercapacitors. Previous studies concentrated mostly on electrolytes using aqueous solutions, organic solutions, or ionic liquids, which often posed significant packaging and safety concerns. Gel polymer electrolytes are one of the most promising alternatives to replace liquid electrolytes due to their low reactivity and leakage, enhanced safety, flexibility, and manufacturing integrity. Thus, this work lays out a methodical plan for the development of new innovative electrolytes by immobilizing ionic liquids in a biopolymer matrix to create solid flexible supercapacitors with enhanced safety and performance.