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Actualités scientifiques


15 septembre 2017


Miniaturisés, les nanosupercondensateurs gagnent en performance



Prisés pour leur durée de vie théoriquement infinie, les supercondensateurs stockent l’électricité pour de nombreuses applications. Des chercheurs du LAAS-CNRS, de l’Institut Jean Lamour et de l’INRS en ont conçu un premier modèle à l’échelle nanométrique. Loin de souffrir de la miniaturisation, il présente des performances hors du commun. Ces travaux sont publiés dans la revue ACS Energy Letters.


Tout comme les batteries, les supercondensateurs stockent l’énergie électrique. Ils se démarquent par leur plus grande puissance et leur meilleure durée de vie, mais emmagasinent en revanche moins d’énergie. Les différentes vagues de miniaturisation des composants électroniques ont plutôt épargné les supercondensateurs, leur fabrication par photolithographie peine en effet à atteindre des résolutions inférieures au micron. Des chercheurs du Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes du CNRS (LAAS-CNRS), de l’Institut Jean Lamour (CNRS/Université de Lorraine) et de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS) du Québec ont cependant conçu les premiers nanosupercondensateurs.


Ils ont pour cela utilisé une sonde ionique focalisée, qui grave les motifs des supercondensateurs sur une fine couche de ruthénium. Le composant est ensuite oxydé par un procédé électrochimique. Le résultat se présente sous la forme de cellules d’une dizaine de micromètres carrés, dont les électrodes ne sont plus séparées que de quelques centaines de nanomètres. Outre leur taille réduite, ils affichent de bien meilleures caractéristiques que les supercondensateurs classiques, en particulier au niveau des densités d’énergie et de puissance.


Grâce à la réduction extrême de la distance séparant les deux électrodes et pour des raisons cinétiques, ces composants possèdent une tension beaucoup plus élevée que celle des systèmes de grande taille. Ils peuvent en outre alterner très rapidement leurs cycles de charge et de décharge. Ces travaux devraient permettre de mieux comprendre le fonctionnement des supercondensateurs, un secteur encore en pleine expansion.

Si ces versions nanométriques restent trop petites pour les applications actuelles, les chercheurs envisagent de les monter en série sur de grandes surfaces. Elles pourraient alors alimenter n’importe quel appareil.

© LAAS-CNRS

© LAAS-CNRS
Représentation schématique d’un nanosupercondensateur nanostructuré par faisceau d'ions focalisés




Références :

Atypical Properties of FIB-Patterned RuOx Nanosupercapacitors
A. Ferris, B. Reig, A. Eddarir, J.-F. Pierson, S. Garbarino, D. Guay, D. Pech,
ACS Energy Letters (2017)
Doi:10.1021/acsenergylett.7b00435


Contact chercheur :
David Pech – LAAS-CNRS


Contact communication INSIS :
insis.communication@cnrs.fr


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