Développement de supercondensateurs hybrides au potassium - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2022

Development of hybrid potassium-ion capacitor technology

Développement de supercondensateurs hybrides au potassium

Marie-Eve Yvenat
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1235481
  • IdRef : 268216541

Résumé

As part of the developments of new battery technologies carried out within the Department of Electricity and Hydrogen for Transport (LITEN), a new 'hybrid' super-capacitor system has been developed. This type of super-capacitor is assembled from a standard super-capacitor electrode and a battery electrode. Hybrid super-capacitors using potassium as a charge transport ion have been developed at CEA, these studies resulting in a viable and functional system whose initial performance is very interesting. However, the system shows several locks at the level of its operation which can be raised only through the fine understanding of the physical, chemical and electrochemical phenomena that take place during the cycling of this system. For these studies, various analysis methods will be used, both for electrochemical characterizations and for fine characterizations of the materials used, such as XPS or Raman spectroscopy analyzes, by microscopy or by X-ray diffraction. Simultaneously with this work analysis, part of the thesis will be dedicated to the optimization of materials used and the work of the formulation and balancing of electrodes to improve the performance of materials. The thesis may also lead to advances in understanding optimizations of the system by the gelation of the electrolyte or the study of bipolar systems.
Dans le cadre des développements de nouvelles technologies de batterie effectués au sein du Département de l'Electricité et de l'Hydrogène pour les Transports (LITEN), un nouveau système de super-condensateur 'hybride' a été développé. Ce type de super-condensateur est assemblé à partir d'une électrode standard de super-condensateur et d'une électrode de batterie. Ainsi, les super-condensateurs hybrides utilisant le potassium comme ion de transport de charge ont été développés au CEA, ces études aboutissants à un système viable et fonctionnel dont les performances initiales sont très intéressantes. Cependant, le système montre plusieurs verrous au niveau de son fonctionnement qui ne peuvent être levés que via la compréhension fine des phénomènes physiques, chimiques et électrochimiques qui ont lieu pendant les cyclages de ce système. Pour ces études, différents moyens d'analyses seront utilisés, autant pour des caractérisations électrochimiques que des caractérisations fines des matériaux mis en œuvre tels que des analyses de spectroscopie XPS ou Raman, par microscopie ou encore par diffraction des rayons X. Simultanément à ce travail d'analyse, une partie de la thèse sera dédiée à l'optimisation des matériaux utilisés et au travail de la formulation et de l'équilibrage des électrodes afin d'améliorer les performances des matériaux. La thèse pourra aussi mener en fonction des avancements de compréhension à des optimisations du système par la gélification de l'électrolyte ou l'étude de systèmes bipolaires.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04021454 , version 1 (09-03-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04021454 , version 1

Citer

Marie-Eve Yvenat. Développement de supercondensateurs hybrides au potassium. Matériaux. Université Grenoble Alpes [2020-..], 2022. Français. ⟨NNT : 2022GRALI078⟩. ⟨tel-04021454⟩
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