Electrodes pour Supercondensateurs à base d'Oxydes de Cobalt - Supercapacitor Electrodes based on Conductive Cobalt Oxides – SUPECCO

Le programme de recherche fondamentale que nous proposons s’inscrit dans l’un des axes de recherche importants du domaine des supercondensateurs, à savoir les nouveaux systèmes hybrides Oxydes de métaux de transition/Carbone activé, parmi lesquels le système C/MnO2 retient particulièrement l’attention de la communauté scientifique des condensateurs à double couche électrochimique. En effet, ce système hybride fonctionne d’une part en milieu aqueux à des tensions pouvant atteindre 2 V, et présente d’autre part une stabilité remarquable en vieillissement. Néanmoins, la conductivité électronique médiocre de MnO2 est un point faible qui limite les performances. Toute amélioration des propriétés électroniques de l’oxyde constitue donc un axe de recherche intéressant et prometteur. Nous nous proposons dans ce contexte de développer de nouvelles électrodes de supercondensateurs comportant des oxydes de cobalt bon conducteurs de type spinelle proche de Co3O4 contenant du lithium et de l’hydrogène au sein de la structure. Dans ces phases originales initialement mises au point pour l’électrode positive des batteries Ni-MH, la présence de cobalt tétravalent est à l’origine d’une conductivité électronique élevée (10-1 à 10-2 S.cm-1 à température ambiante). Ces matériaux peuvent être préparés aisément par précipitation sous la forme de particules dont les dimensions nanométriques sont favorables à une mise en forme en électrodes par mélange avec un liant et/ou un carbone activé. Nous envisageons également de déposer les phases cobaltées conductrices par « coating chimique » à la surface de nanoplots métalliques de nickel, qui constitueront un bon support d’électrodes. Ce procédé devrait permettre de minimiser ainsi la quantité de cobalt utilisée, dans un souci de réduction des coûts. Nous nous attacherons à évaluer les performances de l’ensemble de ces électrodes et à étudier au plan fondamental les mécanismes mis en jeu au niveau des matériaux. Enfin, des cellules complètes carbone / Co3O4 conducteur seront testées.