Un super-matériau pour fabriquer des super-condensateurs
Les super-condensateurs sont considérés comme l'une des plus récentes innovations en matière de stockage de l'énergie. Dans les véhicules électriques hybrides, ils peuvent être couplés avec des piles à combustible ou des batteries afin d'apporter plus de puissance pour accélérer ou pour stocker l'énergie du freinage. Grâce à des électrolytes et à des matériaux appropriés pour les électrodes, des chercheurs ont optimisé les performances des super-condensateurs, atteignant une haute densité d'énergie et de puissance. Les scientifiques du projet ELECTROGRAPH (Graphene-based electrodes for application in supercapacitors), financé par l'UE, ont cherché à fabriquer à grande échelle des matériaux à base de graphène pour les électrodes, et à utiliser des électrolytes liquides ioniques fonctionnant à température normale. Les scientifiques escomptent utiliser le graphène pour remplacer le charbon activé utilisé dans les électrodes des super-condensateurs. Par rapport au charbon activé, ses avantages ne résident pas dans la surface et donc la capacité de stockage, mais dans sa conductivité. Les scientifiques ont fabriqué des oxydes de graphite, qu'ils ont séparés en feuilles de graphène, intégrées ensuite dans un super-condensateur. Par rapport aux électrodes à base de charbon activé, celles à base de graphène améliorent l'adhérence et la capacité de stockage. L'étape suivante sera d'agrandir l'échelle de la technique, en améliorant le processus de séparation du graphite (exfoliation) et un utilisant un électrolyte à faible viscosité pour réduire la résistance du super-condensateur. Et des méthodes de production du graphène utilisant moins d'énergie seront certainement utiles pour faire progresser les super-condensateurs. Pour recycler les super-condensateurs en fin de vie, et récupérer les matériaux de valeur présents dans les collecteurs, les électrolytes et les électrodes, les scientifiques étudient des méthodes par pyrolyse. Ils ont aussi démontré que le graphène recyclé peut servir de charge pour des polymères, renforçant leurs propriétés mécaniques et leur conductivité. Le projet ELECTROGRAPH a investi beaucoup de travaux afin d'améliorer le stockage de l'énergie, ouvrant la voie à une large adoption des véhicules électriques. Par rapport aux batteries classiques, les super-condensateurs entraînent moins de gaspillage et n'utilisent pas de matériaux toxiques comme le cadmium ou rares comme le lithium. Enfin et contrairement aux électrolytes classiques, les liquides ioniques ne sont ni toxiques ni inflammables.
Mots‑clés
Super-condensateur, voitures électriques, graphène, stockage d'énergie, véhicules électriques, liquide ionique
