Contribution à l'élaboration d'un supercondensateur à basse de graphène / Florian Avril ; sous la direction de Alain Foucaran et de Béatrice Sala

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Graphène

Électrodes

Oxyde de graphène

Foucaran, Alain (1959-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Sala, Béatrice (19..-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Bantignies, Jean-Louis (Président du jury de soutenance / praeses)

Perrot, Hubert (19..-.... ; spécialiste d'interfaces et électrochimie) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Tran-Van, François (1968-....) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Pailleret, Alain (Membre du jury / opponent)

Cuminal, Yvan (Membre du jury / opponent)

Université de Montpellier (2015-2021) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

École Doctorale Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; 2015) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Institut d'électronique et des systèmes (Montpellier) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Résumé / Abstract : L'utilisation de l'énergie des micro-sources de production d'électricité est un concept prometteur qui consiste à récolter des sources d'énergie faible et diffuse présent dans notre environnement pour l’alimentation de systèmes autonomes. Le nombre en croissance de nouveaux appareils miniaturisés et communicants dans les domaines civils et militaires devrait accentuer le phénomène de dépendance énergétique et ouvre de nouveaux marché. Parmi les éventuelles sources d’énergies renouvelables, l’énergie solaire est la source la plus prometteuse car elle est potentiellement la plus puissante et la mieux répartie. Le développement de ces systèmes de récupération des micro-sources d’énergie passe par de faibles coûts avec substrat souple (papier,polymère) et des matériaux facilement exploitables. Après la récupération de l’énergie, il est nécessaire pour les systèmes autonomes de stocker l'électricité.Dans cet objectif, les supercondensateurs sont les candidats idéaux. En effet, Le principal avantage des supercondensateurs par rapport aux batteries est leur haute densité de puissance (la collecte rapide de l’énergie) ainsi qu'une longue durée de vie. La thèse concerne donc la fabrication d’un supercondensateur et in fine le couplage avec une cellule solaire. Les travaux concernent spécifiquement l’étude de l'oxyde de graphène (GO) synthétisé par la méthode Hummers et Marcano, de sa réduction en oxyde de graphène réduit (RGO) par les voies chimique et électrochimique et de réalisation du supercondensateur. Dans ce projet, les propriétés de l'oxyde de graphène réduit (RGO) seront optimisées lors de l'étape de réduction et le matériau sera mis en forme dans une structure sandwich (RGO/ électrolyte /RGO) ou interdigité Mots clés: Graphène,supercondensateur, oxyde de graphène, micro-source d'énergie

Résumé / Abstract : The use of micro-power generation energy is a promising concept that consists in harvesting low and diffuse energy sources present in our environment for the supply of autonomous systems. The growing number of new miniaturized and communicating devices in civil and military fields should accentuate the phenomenon of energy dependence and open up new markets. Among possible sources of renewable energy, solar energy is the most promising source because it is potentially the most powerful and best distributed. The development of these micro-energy recovery systems involves low costs with flexible substrate (paper, polymer) and easily exploitable materials. After energy recovery, it is necessary for the autonomous systems to store electricity. For this purpose, supercapacitors are ideal candidates. Indeed, the main advantage of supercapacitors over batteries is their high power density (fast energy collection) as well as a long cycle life. The thesis concerns the manufacture of a supercapacitor and ultimately coupling with a solar cell. The work specifically concerns the study of graphene oxide (GO) synthesized by the Hummers and Marcano methods, its reduction in reduced graphene oxide (RGO) by chemical and electrochemical routes and the realization of supercapacitor. In this project, the properties of reduced graphene oxide (RGO) will be optimized during the reduction step and the material will be shaped into a sandwich structure (RGO / electrolyte / RGO) or interdigitated.Keywords: Graphene,supercapacitor, graphene oxide,energy micro-source