Rapport bibliographique sur les supercondensateurs

Résumé du document

Aujourd'hui, les supercondensateurs (également appelés condensateurs électrochimiques) apparaissent comme une solution de stockage d'énergie prometteuse. Leur puissance supérieure à celle des batteries ou accumulateurs classiques les rend très intéressants pour des applications nécessitant des restitutions d'énergie rapides, pour des pics de consommation par exemple.
Les condensateurs électrochimiques sont formés de deux électrodes constituées d'un matériau poreux et conducteur séparées par un électrolyte. Leur principe général de fonctionnement repose sur la formation
d'une double-couche électrochimique à l'interface entre l'électrolyte et les deux électrodes.

[...] Comme évoqué dans l'introduction, la recherche sur les supercondensateurs s'est très sensiblement accélérée à partir des années 1990 et aujourd'hui, de très nombreux laboratoires travaillent sur des projets variés liés aux supercondensateurs. A titre d'exemple, le nombre de publications correspondant au mot-clé « supercondensateur(s) » dépasse les 10 000 sur la base bibliographique Web of Knowledge sans compter des centaines de brevets.
Il faut d'ores et déjà noter que malgré l'abondance de littérature, les résultats chiffrés des valeurs de capacités, puissances, etc. des supercapacités développées sont très difficilement comparables entre eux. En effet, les valeurs données dépendent des conditions expérimentales (électrodes de référence, vitesse de balayage, etc.). Ceci explique notamment le peu de valeurs chiffrées fournies dans ce rapport faute de moyen de comparaison.

2.1. Fonctionnement

Les supercondensateurs sont caractérisés par une énergie plus importante que les condensateurs électriques classiques et leur puissance est plus élevée que celle des batteries comme cela est présenté sur le diagramme de Ragone (...)

Extraits

[...] Li, L. Zhang International Journal of Hydrogen Energy 34, 4889-4899, (2009) E. Frackowiak and F. Béguin Carbon 39, 937-950, (2001) P. J. Hall, M. Mirzaeian, S. I. Fletcher, F. B. Sillars, A. J. R. Rennie, G. O. [...]

[...] Le but de cette thèse est de synthétiser de nouveaux liquides ioniques pour électrolytes de supercondensateurs. Synthèses et caractérisations d'oxyde de manganèse Ces quelques exemples de projets ne concernent que la France et la liste n'est pas exhaustive. On peut noter que de nombreux réseaux et partenariats ont vu le jour que ce soit autour de thèses ou de projets ANR. - 13 - 4. BIBLIOGRAPHIE E. Perricone Mise au point d'électrolytes innovants et performants pour supercondensateurs Thèse de l'Université de Grenoble, (2011). [...]

[...] Fang, L. Binder Electrochimica Acta 52, 6916-6921, (2007) M. Jayalakshmi and K. Balasubramnian Int. J. Electrochem. Sci 1196-1217, (2008) - 14 - Y. Kim and S. Park Curr. Appl. Phys 462-466, (2011) J. Chen, K. Huang and S. Liu Electrochimica Acta 55, (2009) T. Cottineau, M. [...]

[...] Gogotsi, P-L. Taberna, P. Simon Nature Nanotechnology 651-654, (2010) C. Gabrielli Méthodes électrochimiques - Mesures d'impédance Techniques de l'Ingénieur, (1994) J.-C. Lassègues Supercondensateurs Techniques de l'Ingénieur, (2001) - 15 - M.P. Bichat, E. Raymundo-Pinero, F. Beguin Carbon 48, 4351-4361, (2010) C. Portet, P. L. Taberna, P. Simon, E. Flahaut J. Electrochem. Soc 649-653, (2006) P. [...]

[...] Il est possible de Idt mesurer C par intégration du courant dans la gamme de potentiel explorée : C Cyclage potentiostatique : mesure du courant en appliquant une tension constante aux bornes du supercondensateur. - Matériaux et structures des électrodes Electrodes en carbone Selon la littérature disponible sur les électrodes en carbone celles-ci doivent remplir certains critères pour les supercondensateurs : une grande surface spécifique, une faible résistance électrique, une bonne polarisabilité et une taille de pore contrôlable. La forme la plus utilisée en raison de son faible coût est le carbone activé issu de la biomasse et qui peut posséder une surface spécifique supérieure à 2000 m2/g. [...]