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Taberna, Pierre-Louis (1974-....).

Overview
Works: 21 works in 32 publications in 2 languages and 52 library holdings
Genres: Academic theses 
Roles: Thesis advisor, Other, Author
Classifications: TP339, 660.6
Publication Timeline
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Most widely held works by Pierre-Louis Taberna
Biomass for sustainable applications : pollution remediation and energy by Sarra Gaspard( )

1 edition published in 2013 in English and held by 20 WorldCat member libraries worldwide

Sustainable sources of energy and a supply of good quality water are two major challenges facing modern societies across the globe. Biomass from cultivated plants may be used to generate energy, but at the cost of contaminated surface waters from pesticide and fertiliser use. This two-volume set examines the potential use of biomass as both a source of sustainable energy and a resource to tackle contaminated soils and wastewaters. Consideration is given to non-food crops, bacteria, and fungi as sources of biomass and the book enables the reader to identify the best local bioresources according to the desired application. With contributions from across the globe, this is an essential guide to meeting the demand for energy and pollution remediation by exploiting local and renewable resources. The example scenarios given will inspirational to policy makers and local officers, while chemical engineers and environmental scientists in both academia and industry will benefit from the comprehensive review of current thinking and application
Désalinisation de l'eau de mer par des méthodes capacitives by Assane Sene( Book )

2 editions published in 2020 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Dernièrement une technique de désalinisation à base de carbone poreux, qui constitue une avancée importante parmi les nombreuses technologies de désalinisation de l'eau, a été rapportée. Le principe repose sur le fait que les ions Na+ et Cl- sont adsorbés dans les pores des carbones sous l'effet d'une polarisation externe : les ions sodium sont adsorbés à l'électrode négative et les chlorures à la positive. Notre travail porte sur le développement des matériaux et sur le design des cellules optimisées, l'objectif étant d'améliorer le rendement énergétique du procédé de désalinisation. Dans ce contexte nous étudions aussi le concept de EFC (Electrochemical Flow Capacitor) qui consiste à faire circuler une suspension de carbone dans l'eau salée à l'intérieur d'une cellule électrochimique. Nous avons étudié dans un premier temps les différents composants de la cellule électrochimique, des interactions solvant/soluté jusqu'à la structure des carbones utilisés comme matériaux d'électrode. Ces études se sont faites en utilisant un montage classique de supercondensateur, c'est-à-dire une cellule dans laquelle les deux électrodes de carbone poreux (anode et cathode) sont mise en œuvre sous forme de film qui recouvre un colleteur de courant. Nous avons caractérisé une cellule de désalinisation en utilisant différents types d'électrodes et le couple redox [FeIII(CN)6]3- / [FeII(CN)6]4- comme sonde électrochimique. Notre approche a permis de définir un nombre sans dimension teta, qui est proportionnel au débit et inversement proportionnel à la vitesse de balayage du potentiel, donnant une ligne directrice pour définir les différents régimes de fonctionnement pour la cellule en mode flow. Deux régimes de fonctionnement ont été mis en évidence : un régime permanent pour teta> 45, permettant une adsorption de charge plus élevée et efficace, et un domaine non permanent pour teta <45. Enfin nous avons procédé à la formulation des suspensions de carbone. Nous avons étudié dans ce sens la rhéologie et les propriétés électrochimiques des suspensions en fonction de la composition, pour afin déterminer la meilleure composition de suspension à utiliser pour notre cellule fonctionnant en mode EFC
Intégration de micro-supercondensateurs à hautes performances sur puce de silicium et substrats flexibles by Kevin Brousse( Book )

2 editions published in 2018 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Le développement de l'internet des objets au service des " Smart Cities " requière des sources d'énergie miniaturisées. Ces travaux concernent la préparation de micro- supercondensateurs à hautes performances par voies sèches. Des films minces de carbure de titane ont été déposés sur wafer de silicium par pulvérisation, puis convertis par chloration partielle en films de carbone dérivé de carbure microporeux adhérents. 205 mF.cm-2 / 410 F.cm-3 ont été délivrés en milieu 1M H2SO4, et 170 F.cm-3 dans un mélange de liquide ionique et d'acétonitrile en contrôlant la taille des micropores. Les micro-supercondensateurs préparés sur wafer par cette voie, compatible avec les techniques de microfabrication utilisées dans l'industrie des semi-conducteurs, surpassent les performances des micro-supercondensateurs sur puce rapportées jusqu'alors. Enfin, l'écriture laser d'oxydes commerciaux sur polyimide s'est avérée prometteuse pour la préparation de micro-supercondensateurs flexibles
Caractérisation électrochimique de matériaux à insertion de Li pour supercondensateurs hybrides à haute densité d'énergie by Jérémy Come( Book )

2 editions published in 2012 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Les caractérisations électrochimiques effectuées sur différents matériaux à insertion de Li ont permis d'évaluer leurs performances de puissance. Il a ensuite été possible de concevoir des supercondensateurs hybrides à haute densité d'énergie grâce à i) l'augmentation de la capacité spécifique par l'utilisation d'un LiFePO4, ii) l'augmentation de la tension de fonctionnement en utilisant le Ti2C, un nouveau matériau obtenu par l'exfoliation d'une phase MAX, et iii) l'utilisation d'un matériau pseudocapacitif, le Nb2O5, permettant d'augmenter la densité d'énergie sans perte de puissance. Ce dernier cas a permis de mettre en évidence pour la première fois le phénomène de pseudo-intercalation comme une propriété intrinsèque du matériau. Ce processus de stockage de charges met en jeu l'intercalation du Li dans le volume des particules sans changement de phases et sans limitation par la diffusion, contrairement à la majorité des matériaux à insertion de Li. Ceci a alors permis d'atteindre des capacités élevées en des temps de charge/décharge de l'ordre de quelques secondes. Ces résultats montrent l'intérêt des matériaux faradiques pour concevoir des systèmes de puissance à haute densité d'énergie
TiC-carbide derived carbon electrolyte adsorption study by ways of X-ray scattering analysis by Lorie Trognko( )

1 edition published in 2015 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Two dimensional materials (graphene and MXenes) for supercapacitor applications by Zifeng Lin( Book )

2 editions published in 2017 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Cette thèse vise à étudier les propriétés électrochimiques de graphène et de MXenes utilisés en tant que matériaux d'électrodes pour supercondensateurs. La première partie concerne la synthèse du graphène et la préparation des films d'électrode. Après immersion dans un mélange contenant une concentration de 10wt% de mélange de liquides ionique ((PYP13)0.5(PYR14)0.5-TFSI) dans l'acétonitrile et séchage sous vide, un film de gel de graphène est obtenu, qui est ensuite caractérisé électrochimiquement dans l'électrolyte ((PYP13)0.5(PYR14)0.5-TFSI pur ; une capacité de 175F/g est alors obtenue. L'intérêt de cette méthode de synthèse est d'améliorer l'accessibilité de la surface du graphène en pré-intercalant entre les feuillets les liquides ioniques. L'utilisation de ce mélange eutectique de liquides ioniques (PYP13)0.5(PYR14)0.5-TFSI permet également d'augmenter considérablement la plage de température d'utilisation du système (de -40°C à 80°C), grâce à l'absence de solidification du mélange eutectique jsuque -60°C. Dans une deuxième partie, nous nous sommes intéressés à de nouveaux matériaux 2 Dimmensions, les MXènes, et plus particulièrement à la phase Ti3C2Tx. Des films de Ti3C2Tx. ont été préparés suivant le même protocole que précédemment, à la différence près que les feuillets de MXènes ont d'abord été pré-intercalés avec H2SO4. Les électrodes de Ti3C2Tx ainsi préparées montrent des capacités extrêmement élevées de 380 F/ g avec des capacités volumiques dépassant les 1500 F/cm3 dans l'électrolyte 3 M H2SO4. Ces performances surpassent tous les résultats rapportés pour les MXenes à ce jour ; ces capacités sont même comparables avec celles obtenues avec des matériaux pseudocapacitifs comme le RuO2. Pour terminer, les électrodes de Ti3C2Tx pré-intercalées avec du liquide ionique EMI-TFSI ont été étudiées dans l'électrolyte liquide ionique pur (EMI-TFSI). Des capacités atteignant 80 F/g ont tout d'abord été obtenues dans un domaine de potentiel de 3 V, ce qui constitue à ce jour les meilleurs résultats obtenus avec les MXenes en milieu liquide ionique pur. En plus de ces performances électrochimiques remarquables, le mécanisme de stockage des charges a également été étudié diffraction des RX in-situ. Les résultats ont montré que la distance entre deux feuillets de MXenes augmente lors de polarisations négatives du fait de l'effet stérique associé à l'insertion des cations EMI+. Différemment, la diminution de cette même distance inter-feuillets durant les polarisations positives a été attribuée à a) l'attraction électrostatique entre les anions TFSI intercalés et la surface Ti3C2Tx chargée positivement et/ou à b) l'effet stérique lors de la désinsertion des cations EMI+ présents. Cette thèse montre le potentiel prometteur de graphène et MXenes pré-intercalés avec des électrolytes de type liquides ioniques en tant que matériaux d'électrodes pour la réalisation de supercondensateurs de grande densité d'énergie fonctionnant en milieu aqueux ou organique
Développement d'un procédé couplé sol-gel/électrophorèse pour des applications en anti-corrosion by Candida Ana Patricio Magalhaes( Book )

2 editions published in 2016 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The realisation of organic/inorganic coatings on metal substrates, prepared by sol-gel route and shaped by electrophoretic deposition (EPD), is a new combined process which has been the subject of only few studies. EPD technique offers an easy control of the thickness and morphology of the film even on substrates of complex shape, which are the main challenges for all kinds of deposition techniques used in various industrial fields. Moreover, sol-gel route has been extensively studied as a potential alternative pre-treatment to prepare a variety of materials with versatile applications from anti-corrosion to anti-wear. So, coupling these two techniques is one way to obtain both benefits on a same system. In this work, the electrophoretic deposition was performed on AA2024 from an aqueous sol suspension containing sol-gel boehmite nanoparticles (NPs). The influence of the applied voltage and deposition time on the deposit thickness was studied. The effect of the concentration of NPs, added in the precursor sol, on the thickness was also investigated. It is shown that an increase in the applied voltage and deposition time increased the thickness of the deposit film (from 2 to 11 µm). However, for a same voltage, increasing the concentration of NPs in the precursor sol, progressively increases the coating thickness (Figure 1.) and appears as a key parameter to adjust the coating thickness. Finally, it was demonstrated that a perfect control of the microstructure and the deposit thickness was achievable, thanks to both EPD parameters and sol properties. The electrochemical properties of the electrophoretic coatings are then studied by Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and by rotating disk electrode and showed that the permeability of the coatings increased with the particles concentration
Étude de l'adsorption des ions dans des carbones microporeux : application aux supercondensateurs by Julie Segalini( Book )

2 editions published in 2012 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

En utilisant des Carbones Dérivés de Carbures (CDCs), qui ont une distribution de taille de pore étroitement contrôlée de 0,6 à 1 nm, comme matériaux modèles pour les électrodes de supercondensateur, une augmentation de 50% de la capacité a récemment été obtenue. Cette augmentation est maximale lorsque la taille des pores de carbone est très proche de celle des ions de l'électrolyte. De plus, il a été mis en évidence que les ions de l'électrolyte sont au moins partiellement désolvatés dans les pores inférieurs à 1 nm. A partir de ces résultats, l'objectif de cette thèse est de comprendre les mécanismes d'adsorption/désorption des ions dans l'espace confiné des pores de carbone sub-nanométriques (<1 nm). L'étude de la relation taille des pores/taille des ions, en utilisant différents couples électrode de CDC/électrolyte a montré que le transport des ions de l'électrolyte n'est pas entravé dans les pores de carbone inférieurs à 1 nm, si la taille des pores est de l'ordre de la taille effective des ions dans les pores. De plus, il a été mis en évidence que lors de l'adsorption des ions dans des petits pores (~0,7 nm), le comportement capacitif de l'électrode est limité par un effet stérique et non par la saturation de la surface des pores de carbone comme suggéré dans la littérature. Par ailleurs, l'étude du comportement capacitif des électrodes de CDCs dans un liquide ionique solvaté a mis en évidence que la désolvatation des ions entraine une extra-capacité de 30%. Parallèlement aux caractérisations électrochimiques, la spectroscopie RMN in situ a montré qu'il existe de fortes interactions ions - carbone à la surface des électrodes chargées du supercondensateur
Matériaux 2D TMDC pour la génération d'hydrogène par photo-décomposition de l'eau by Juliana Barros Barbosa( Book )

2 editions published in 2020 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Collecting and storing solar energy in chemical energy is a highly desirable approach to solve energy challenge. The great potential of a photoelectrochemical cell technology combines the harvesting of solar energy with the water splitting into a single device. 2D semiconducting nanosheets of Transition Metal Di-Chalcogenides (TMDC) are seen as an attractive material to design an efficient photocatalyst for the conversion of solar energy into hydrogen. Despite the unique optoelectronic properties of the TMDCs, the passivation of surface defects in high concentration is a remaining challenge for the development of this class of materials. In this context, the present work has aimed the elaboration of thin 2D TMDC photocatalyst for solar water splitting. The development of high performance photocatalysts was evaluated following two main axis. A first strategy consists in the surface defects passivation of 2D p-WSe2 nanosheets using Mo-S complexes to decrease the photogenerated charge carrier recombination and improve photocatalytic activity. We demonstrated these Mo thio and oxo-thio- molecular complexes films as an ideal class of catalysts, well-suited to functionalize 2D materials since they are stable in aqueous environments, cheap and environmentally benign. Current densities of -2 mA cm-2 at -0.2 V vs NHE electrode were obtained for the new p-WSe2/MoxSy photocathode. Besides developing high electro-catalytic activity, the Mo complexes films were shown to display ability to heal surface defects. The respective contributions in catalytic and healing effects observed experimentally for the various molecular Mo complexes involved strong adsorption on point defects of the 2D WSe2 substrate of Mo complexes such as (MoS4)2-, (MoOS3)2-and (Mo2S6O2)2-. The Mo complexes films spontaneously formed at well-defined pH were demonstrated to present n-semi-conducting behaviour and band engineering formed with p-WSe2 showed to be suitable for ensuring charge separation and efficient migration of the photo-induced electrons for the Hydrogen Evolution Reaction, thus representing an example of multicomponent passivation layer exhibiting multiple properties. A second strategy focus in the nanostructure optimization of WSe2 with high specific surface area and pore walls composed of few layers. Nanostructured WSe2 films of high surface area and good charge carrier collection were obtained by co-assembling WSe2 nanosheets and reduced graphene oxide (rGO) nanosheets with an optimal rGO/WSe2 nanosheet ratio. After deposition of co-catalyst thin layer, the new layered nanojunctions of rGO-WSe2/MoxSy exhibited photocurrents up to -5 mA cm-2 at -0.2V vs NHE. Incident-photon-to-current efficiency conversion of 10% were achieved for WSe2 nanoflakes of 70 nm thickness in presence of rGO and MoxSy co-catalyst.[...]
Study of early transition metal carbides for energy storage applications by Yohan Dall'Agnese( Book )

2 editions published in 2016 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

La demande urgente d'innovations dans le domaine du stockage de l'énergie est liée au développement récent de la production d'énergie renouvelable ainsi qu'à la diversification des produits électroniques portables qui consomment de plus en plus d'énergie. Il existe plusieurs technologies pour le stockage et la conversion électrochimique de l'énergie, les plus notables étant les batteries aux ions lithium, les piles à combustible et les supercondensateurs. Ces systèmes sont utilisés de façon complémentaire des uns aux autres dans des applications différentes. Par exemple, les batteries sont plus facilement transportables que les piles à combustible et ont de bonne densité d'énergie alors que les supercondensateurs ont des densités de puissance plus élevés et une meilleure durée de vie. L'objectif principal de ces travaux est d'étudier les performances électrochimiques d'une nouvelle famille de matériaux bidimensionnel appelée MXène, en vue de proposer de nouvelles solutions pour le stockage de l'énergie. Pour y arriver, plusieurs directions ont été explorées. Dans un premier temps, la thèse se concentre sur les supercondensateurs dans des électrolytes aqueux et aux effets des groupes de surface. La seconde partie se concentre sur les systèmes de batterie et de capacités à ions sodium. Une cellule complète comportant une anode en carbone et une cathode de MXène a été développées. La dernière partie de la thèse présente l'étude des MXènes pour les supercondensateur en milieu organique. Une attention particulière est apportée à l'étude du mécanisme d'intercalation des ions entre les feuillets de MXène. Différentes techniques de caractérisations ont été utilisées, en particulier la voltampérométrie cyclique, le cyclage galvanostatique, la spectroscopie d'impédance, la microscopie électronique et la diffraction des rayons X
Conception d'un réseau LVDC à base de sources d'énergie durable et de plusieurs types d'éléments de stockage électrochimiques by Kolja Neuhaus( Book )

2 editions published in 2018 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Dans le contexte d'une crise énergétique, écologique et climatique, l'intégration de sources d'énergie renouvelables dans les réseaux électriques apparait comme une nécessité absolue. Cette thèse propose dans un premier temps une étude bibliographique des technologies de production d'énergie renouvelable, des éléments de stockage d'énergie et des réseaux électriques avec un focus sur les micro-réseaux LVDC. Des méthodologies sont mises en place pour la modélisation de la production photovoltaïque de la plateforme BIPV ADREAM du LAAS-CNRS en se basant sur la base de données intégrée au bâtiment ainsi que pour la modélisation de différentes technologies de stockage électrochimique telles que les batteries au plomb, lithium, polymère ou encore hybrides Carbone. L'hydrogène est étudié comme un possible vecteur d'énergie de demain. Une synthèse est donnée sur ses applications industrielles et comme moyen de stockage d'énergie ainsi que sa production par électrolyse de l'eau en utilisant des sources photovoltaïque, concept nommé " Solar fuels ". Un prototype de chaîne de conversion d'énergie solaire en hydrogène a été conçu en collaboration avec le laboratoire RCAST de Tokyo, et comprenant panneaux photovoltaïques haut rendement à triple jonction, électrolyseurs à taille réduite, architectures de micro-convertisseurs Buck et Boost distribués et éléments de stockage lithium, et est proposé pour la partie expérimentale de cette thèse avec le but d'obtenir un haut rendement tout en permettant un contrôle précis
Ion adsorption in porous carbon : from fundamental studies to supercapacitor applications by Wan-Yu Tsai( Book )

2 editions published in 2015 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The aim of this PhD work focuses on different approaches to improve the energy density of supercapacitors. First part of this thesis work is to improve the performance of supercapacitor by using ionic liquid mixtures as electrolytes and carbons with different microstructures. A significant increase of specific capacitance over wide temperature range (-50 to 100°C) was obtained by using an eutectic ionic liquid mixture, (PIP13-FSI)0.5 (PYR14-FSI)0.5, with an activated microwave exfoliated graphite oxide (a-MEGO). These results evidence that optimization of the carbon/electrolyte interface is of great importance for maximizing the capacitive energy. In the second part of the thesis, the charge storage mechanisms in the porous carbons at molecular scale have been studied using Electrochemical Quartz Crystal Microbalance (EQCM). EQCM studies were conducted on two electrode/electrolyte systems: (1) carbide-derived carbons in neat and solvated EMI-TFSI ionic liquid under dynamic charging condition and (2) YP-50F activated carbon in solvated PEt4BF4 electrolyte under steady state charging condition. EQCM and in-situ NMR results showed how different ions and solvent molecules are involved in the charging process. These results provide a direct molecular-level insight into the charge storage process, showing that EQCM is promising electrogravimetric probe to study compositional changes in carbon microspores during charging/discharge of supercapacitors
Etude de l'imprégnation électrophorétique, en milieu aqueux, de nanoparticules de boehmite, en vue du colmatage d'un film anodique poreux sur alliage d'aluminium 1050 by Florent Caubert( Book )

2 editions published in 2016 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Les pièces en aluminium sont largement utilisées dans le domaine aéronautique en raison de leurs bonnes propriétés mécaniques. Mais elles nécessitent un traitement de surface pour améliorer leur tenue en corrosion. Soumises à de nouvelles normes sur l'utilisation de produits chimiques et à la prise de conscience de la protection environnementale et humaine, les industries aéronautiques doivent à présent impérativement remplacer les procédés de traitements de surface actuels, devenus obsolètes car incluant des composés CMR. L'objectif de ces travaux de recherche est de développer un traitement de surface par voie liquide, à la fois innovant et conforme à la législation REACH, pour améliorer les propriétés d'anticorrosion des alliages d'aluminium ; le procédé d'élaboration présentement étudié, est composé d'une anodisation poreuse puis d'un colmatage par imprégnation de particules au sein des pores. Un film anodique poreux " modèle " a tout d'abord été élaboré et caractérisé : son épaisseur est de 10 µm, tandis que les pores sont rectilignes et ont un diamètre moyen de 120 nm. Puis, nous avons étudié la synthèse par voie aqueuse, de nanoparticules de boehmite, l'optimisation des différents paramètres de synthèse ayant permis finalement d'obtenir des particules d'une taille inférieure à celle des pores du film anodique. Deux techniques d'incorporation ont ensuite été expérimentées : le trempage-retrait et l'électrophorèse. La compréhension des mécanismes mis en jeu et de l'influence de différents paramètres opératoires, a permis une maitrise des procédés et l'insertion effective de particules. Des caractérisations microstructurales ont en particulier montré que l'insertion de particules est plus aisée dans le cas d'une électrophorèse avec une tension pulsée. Enfin, la mise en œuvre d'un post-traitement hydrothermal après l'imprégnation, a permis d'obtenir un colmatage complet des pores du film anodique, et d'augmenter significativement les propriétés anticorrosion
Caractérisation électrochimique de matériaux à insertion de Li pour supercondensateurs hybrides à haute densité d'énergie by Jérémy Come( )

1 edition published in 2013 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Les caractérisations électrochimiques effectuées sur différents matériaux à insertion de Li ont permis d'évaluer leurs performances de puissance. Il a ensuite été possible de concevoir des supercondensateurs hybrides à haute densité d'énergie grâce à i) l'augmentation de la capacité spécifique par l'utilisation d'un LiFePO4, ii) l'augmentation de la tension de fonctionnement en utilisant le Ti2C, un nouveau matériau obtenu par l'exfoliation d'une phase MAX, et iii) l'utilisation d'un matériau pseudocapacitif, le Nb2O5, permettant d'augmenter la densité d'énergie sans perte de puissance. Ce dernier cas a permis de mettre en évidence pour la première fois le phénomène de pseudo-intercalation comme une propriété intrinsèque du matériau. Ce processus de stockage de charges met en jeu l'intercalation du Li dans le volume des particules sans changement de phases et sans limitation par la diffusion, contrairement à la majorité des matériaux à insertion de Li. Ceci a alors permis d'atteindre des capacités élevées en des temps de charge/décharge de l'ordre de quelques secondes. Ces résultats montrent l'intérêt des matériaux faradiques pour concevoir des systèmes de puissance à haute densité d'énergie
Étude et développement de nouveaux traitements de surface sur alliage de magnésium Elektron 21 by Benjamin Mouls( )

1 edition published in 2014 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

The main purpose of this thesis was to achieve new protective coatings on Mg alloy without using any CMR compounds. This study was thus focused on the impregnation of conversion layers to enhance the corrosion resistance of Elektron 21 (EV31A) magnesium alloy, available as two kinds of substrates (EL21T6 and EL21T5) exhibiting different microstructures. This study was split in two parts: - understanding and control of the etching mechanisms occurring in nitric acid solution to get reliable parameters to achieve reproducible coatings. - preparation in acidic media of porous anodic films for their further impregnation with nanoparticles using electrophoresis. The first part of this study was devoted to the study of the influence of different experimental parameters (such as the acid concentration, the temperature and stirring speed) on the etching rate in nitric acid solution. Finally, it turned out that a bath temperature of 25°C, a HNO3 concentration of 1,2mol/L and stirring speed of 250rpm were the best experimental conditions to achieve reproducible etching rate, whatever was the etching bath lifetime. Moreover, values of the corresponding kinetic parameters (kinetic rate constants, free energy, activation energy) were obtained for the first time from an in depth thermodynamic and kinetic analysis. The purpose of the second part of this study was to prepare porous anodic films using phosphoric acid solution, often used for standard Mg chemical conversion treatments. Here the goal was then to accurately control the formation of the phosphate layer by an electrochemical process. Using weight change measurements and ICP analysis, it was especially demonstrated that the influence of the electrical polarization was promoted at the lowest concentration (0.01mol/L) of phosphoric acid. Also, a higher temperature (75°C instead of 25°C) of the electrolytic bath increased the stability of Mg phosphate layer. EDX and XRD analysis showed then that the resulting coating was made for a part by amorphous compounds and for another one by crystallized phases, especially newberyte (MgHPO4,3H2O). Besides, from SEM observations it was noticed that the achievement of conversion layers electrochemically controlled enabled to obtain thicker layers than the chemical conversion layers, prepared in similar bath conditions. However, these anodic films showed a high porosity, due to numerous microcracks. Eventually, this study was focused on the electrophoretic impregnation of the previous conversion layers and the optimization of operating parameters (voltage, duration) allowed to successfully fill the cracks with silica nanoparticles. Nevertheless, it came out from a SIE study of these coatings that further improvements would be achieved using inhibitor grafted particles to enhance the corrosion resistance
Les matériaux 2D pour le stockage de l'énergie by Liyuan Liu( )

1 edition published in 2020 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

The aim of this thesis is to study the electrochemical properties of 2D materials used as electrode in batteries and supercapacitor. The first part starts with using reduced graphene oxide (rGO) aerogel as a negative electrode material for potassium-ion batteries (PIBs). The influence of the nature of the electrolyte and the drying methods used were investigated in order to optimize the electrochemical performance of freeze-dried rGO in PIBs. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were used to assess the performance of our rGO material in PIBs. rGO can deliver a high capacity of 267 mAh g-1 at C/3 rate together with 78% capacity retention during 100 cycles, combined with high rate capability (92 mAh g-1 at 6.7 C). This set of results makes rGO aerogel a promising electrode material for PIBs. Afterwards, we focused on molten salt method (MSM) to design materials with enhanced electrochemical properties for energy storage applications. With MSM, 2D K0.27MnO2·0.54H2O (KMO) and 1D CaV6O16·7H2O (CVO) have successfully prepared. KMO nanosheet has been used as cathode for aqueous Zn-ion batteries, with high specific capacities (288 mAh g-1) and long-term cyclability (91% capacity retention after 1000 cycles at 10 C). Electrochemical quartz crystal admittance (EQCM) technique was firstly performed to confirm the consequent H3O+ and Zn2+ intercalation charge storage mechanism. Additionally, CVO was further used as cathode material in aqueous Ca-ion batteries. As a result, excellent electrochemical performance was achieved, with a capacity of 205 mA h g-1, long cycle life (>97% capacity retention after 200 cycles at 3C rate) and high rate performance (117 mAh g-1 at 12 C) during Ca-ion (de)intercalation reactions. Differently from the previous flash molten salt method achieved in air, we designed another molten salt method under argon atmosphere to prepare 2D metal carbides (MXene) materials such as Ti3C2 (M=Ti, X=C). By playing with the chemistry of the MAX precursor and the Lewis acid melt composition, we generalize this synthesis route to a wide chemical range of MAX precursors (A=Zn, Al, Si, Ga). The obtained MXene materials (termed as MS-MXenes) exhibits enhanced electrochemical performance in Li+ containing non-aqueous electrolyte, with a capacity of 205 mAh g-1 at 1.1 C, making these materials highly promising as negative electrodes for high power Li batteries or hybrid devices such as Li-ion capacitors. Besides APS, another etchant (FeCl3) has been used to dissolve Cu. Furthermore, high conductive ACN-based electrolyte has been applied to improve the power performance of multi-layered MS-MXene. To sum up, this method allows producing new types of MXene that are difficult or even impossible to be prepared by using previously reported synthesis methods like HF etching. As a result, it expands further the range of MAX phase precursors that can be used and offer important opportunities for tuning the surface chemistry and make MS-MXene as high rate electrode in non-aqueous system
Étude de l'adsorption des ions dans des carbones microporeux application aux supercondensateurs by Julie Segalini( )

1 edition published in 2013 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Using Carbide Derived Carbons (CDCs), which have a narrow and controlled pore size distribution between 0.6 and 1 nm, as model material for supercapacitor electrodes, a capacitance increase of 50% was recently achieved. This result was obtained when the carbon pore size is very close to the electrolyte ion size. Moreover, it was evidenced that the ions are at least partially desolvated to enter pores below 1 nm. From these results, the aim of this work is based on understanding of adsorption/desorption of the ions inside sub-nanometer (<1 nm) pores. The study of pore size/ion size relationship, using different couples CDC electrode/electrolyte, showed that the ion transport is not hindered in carbon pores below 1 nm as long as their size remains in the same order as the effective ion size within the pore. Moreover, it was evidenced that for ion adsorption in small pores (~0.7 nm), the capacitive behaviour of the electrode is limited by a steric effect and not by a saturation of the carbon pores surface as suggested in the literature. Besides, the capacitive behaviour of CDC electrodes in a solvated ionic liquid electrolyte evidenced that the desolvation of ions leads to an extra-capacitance of 30%. Additionally to electrochemical characterizations, in situ NMR spectroscopy showed strong ion - carbon interactions at the surface of charged electrodes in supercapacitor
Étude et amélioration de supercondensateurs carbone/carbone en électrolyte organique by Pierre-Louis Taberna( Book )

1 edition published in 2002 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Fundamental insights into dynamic ionic exchange in vertically-oriented nanostructured materials via fast electrogravimetric methods. Applications to energy storage mechanisms. by Tao Lé( )

1 edition published in 2018 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

A better understanding of the ionic exchange mechanisms within supercapacitor electrode materials can be obtained by coupling classical electrochemical techniques with microbalance measurements. Using vertically-oriented nanostructures, supercapacitor devices can be greatly enhanced, however microbalance measurements had not yet been performed with such electrodes. The aim of this Ph.D. thesis is to perform electrochemical quartz crystal microbalance measurements on vertically-oriented nanostructured electrodes for supercapacitors. The nanostructured materials studied throughout this work are silicon nanowires, PEDOT nanowires, hybrid PEDOT-silicon nanowires and vertically-oriented graphene nanosheets (VOGNs). The growth of these nanostructures was obtained directly on the surface of a microbalance while minimizing the effects on it's quality. The effect of resonance damping with the nanostructures was studied in various electrolytes. The ionic exchange dynamics in VOGN and PEDOT nanowires have been unveiled. These first microbalance results on vertically-oriented nanostructures pave the way to characterizing other nanostructured electrodes for supercapacitors
Caractérisations de matériaux pour la réalisation de supercondensateurs pour des applications automobiles by Yinghui Liu( )

1 edition published in 2018 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

In the context of a CIFRE Convention, the thesis is financed by Renault s.a.s., this work aims at developing a carbon-carbon supercapacitor whose manufacturing cost is compatible with the automotive market, which still hinders their development. In a first part of this work, it has been shown that the cost mainly depends on the purity of the materials used: electrolyte but also activated carbon, the electrode active material. Our work has therefore been focused on the study of the electrochemical aging of laboratory supercapacitor cells assembled with different carbons, to identify their ageing mechanisms and to define the key features alternative carbons must achieve to replace commercial carbons. This work has evidenced two different modes of aging, depending on the carbon used. A first ageing mode results in the joint increase of the equivalent series resistance as well as the capacity, due to a degradation / oxidation of the carbon at the positive electrode. A second mode leads to the sole increase in equivalent series resistance by the formation of an ionic conductive solid interface layer. Whatever the aging mode, no clear influence of the surface functions of activated carbons could be evidenced. The most likely assumption is based on the content and the nature of the impurities present in the activated carbon, some of which are electroactive and can even play a catalytic role
 
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Audience level: 0.61 (from 0.10 for Biomass fo ... to 1.00 for Biomass fo ...)

Alternative Names
Pierre-Louis Taberna wetenschapper

Languages
French (17)

English (14)