• CRMD – Orléans
  • Depuis sa création, le Centre de Recherche sur la Matière Divisée (CRMD - UMR 6619) développe des travaux sur les matériaux carbonés, et ses compétences sont reconnues à l’échelle internationale, notamment dans le domaine du stockage de l’énergie où il occupe une position de leader.

    L’équipe « Energie-Environnement » du CRMD conçoit et développe des matériaux (carbones ou composites à squelette carboné) pour le stockage/la conversion de l’énergie électrochimique et la protection de l’environnement. Notre approche est articulée autour de trois volets comprenant l’élaboration (et la transformation) des matériaux, leur caractérisation physico-chimique et l’étude des propriétés recherchées. L’objectif est d’établir un lien entre les caractéristiques physico-chimiques et les propriétés d’usage des matériaux, de manière à pouvoir définir des stratégies d’optimisation. Dans le domaine de l’énergie, nous nous intéressons aux matériaux d’anode (carbones et composites silicium/carbone) pour batteries lithium, aux supercondensateurs et au stockage électrochimique de l’hydrogène. Pour les supercondensateurs à double couche électrochimique, nos travaux en collaboration avec l’ICSI, Mulhouse (Programme Matériaux du CNRS ; 2002-2004) et avec l’Université de Wroclaw, Pologne ont montré qu’il est possible d’augmenter la capacité spécifique en adaptant la taille de pores des carbones activés à celle des ions de l’électrolyte. Toutefois, convaincus que les percées scientifiques et techniques les plus importantes se situaient dans le milieu aqueux, nous nous sommes intéressés aux effets pseudocapacitifs. Nous avons montré notamment que :
    - les nanotubes constituent des squelettes texturants permettant d’accroitre la conductivité, la capacité et la résilience d’électrodes à base de MnO2 et de polymères conducteurs
    - la carbonisation en une étape de biopolymères permet de préparer des carbones à forte capacité volumétrique grâce à des réactions pseudo-faradiques avec la fonctionnalité de surface (Collaboration avec SGL Group, Allemagne ; 2005-2007)
    - il est possible de réaliser des systèmes asymétriques fonctionnant à 2 V en milieu aqueux avec une excellente cyclabilité en associant une électrode négative en carbone activé et une positive en composite nanotubes/MnO2, ou encore en couplant deux carbones avec les plages de potentiel de fonctionnement différentes (Brevet français au nom du CNRS FR 06 10483 du 30 Novembre 2006).

    Dans le cadre de l’ACI Energie du CNRS (Projet Hydrocar ; 2004-2006) et d’une thèse en co-tutelle avec l’Université de Poznan, Pologne (2003-2006), nous avons étudié le stockage électrochimique de l’hydrogène dans les carbones nanoporeux. Nous avons montré que la quantité d’hydrogène stocké varie avec le volume ultramicroporeux pour une série homologue de carbones « template » et que l’hydrogène est faiblement chimisorbé dans les nanopores.

    Contact: Nathalie Cohaut