Catalyseurs à base de nanotubes de carbone pour les batteries Li-Air

par Thomas Petenzi

Projet de thèse en Chimie

Sous la direction de Bruno Jousselme.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes (Orsay, Essonne) , en partenariat avec NIMBE - Nanosciences et Innovation pour les Matériaux la Biomédecine et l'Énergie (laboratoire) , Laboratoire Innovation en Chimie de Surface Et Nanosciences (equipe de recherche) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2017 .


  • Résumé

    Les besoins de la société en matière de stockage d'énergie portable pour les applications mobiles (véhicules électriques) dépasseront largement ce que pourront fournir les batteries lithium-ion, dont les performances plafonnes depuis une décennie. Il en résulte un intérêt intense pour des alternatives possibles. Les batteries lithium-air (Li-O2), à base d'électrolytes aqueux ou non aqueux, sont une des alternatives possibles. Ces systèmes possèdent une énergie spécifique théorique significativement supérieure aux batteries Li-ion, et pourrait donc transformer le stockage portable d'énergie. Cependant, de nombreux problèmes aujourd'hui limitent la réalisation de batteries rechargeables Li-O2 ayant des performances compétitives. Dans ce contexte général, ce travail de thèse concerne l'étude au niveau fondamental de l'utilisation des nanotubes de carbone fonctionnalisés pour catalyser la réaction de réduction de l'oxygène dans les milieux organiques et de leur intégration dans les batteries Li-Air. La compréhension des réactions électrochimiques / chimiques qui se produisent à la surface et dans le volume des matériaux de la cathode pendant les cycles de charge et de décharge répétés sera étudiée en détail, ce qui guidera la synthèse de nouveaux matériaux de cathode.

  • Titre traduit

    Catalysts based on carbon nanotubes for Lithium-Air batteries


  • Résumé

    Society's need for mobile energy storage (electric vehicles) will far exceed that addressed by lithium-ion batteries. As a result, there is an intense interest in possible alternatives. The lithium-air (Li-O2) battery, whether based on aqueous or non-aqueous electrolytes, is one of such alternative. It possesses a theoretical specific energy significantly greater than Li-ion batteries, and therefore could transform energy storage. However, today many challenges limit the realization of rechargeable Li-O2 battery with competitive performances. In this general context, the Ph.D. project concerns the study at the fundamental level of the use of functionalized Carbon Nanotubes as catalyst for the Oxygen Reduction Reaction in organic media and their insertion in Li-Air Batteries. The understanding of the full electrochemical/chemical reactions that occur at the surface and in the volume of the cathode materials during repeated charging and discharging will be deeply investigated to develop the rational design of improved cathodes and synthesize new materials.