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Theses

Liquides ioniques sous confinement nanométrique unidimensionnel

Résumé : L'idée à la base de ce projet est de mettre à profit le confinement nanométrique unidimensionnel pour décupler la conduction ionique des électrolytes et donc la puissance des accumulateurs au lithium. Nous avons concentré nos efforts sur une classe particulière d'électrolytes qui, en raison de leurs stabilités physique et électrochimique, ont été identifiés comme prometteurs: les Liquides Ioniques (LI). Nous avons confiné les LI dans deux systèmes poreux présentant une topologie commune (pores cylindriques macroscopiquement orientés) mais aux propriétés physico-chimiques complémentaires: i) des alumines poreuses (AAO, interface hydrophile, diamètre des pores de 25 à 160 nm) et ii) des membranes de NanoTubes de Carbone (NTC, interface hydrophobe, diamètre des pores 4 nm).Nous avons développé un modèle microscopique multi-échelle original, prenant en compte la dynamique complexe des cations des LI: combinaison i) de la dynamique de réorientation rapide des chaînes latérales alkyle, ii) de la diffusion de la molécule au sein des agrégats nanométriques spontanément formés par les LI, puis iii) de la diffusion entre ces agrégats. Ce modèle reproduit de façon remarquablement robuste les données de diffusion quasi-élastique de neutrons sur une gamme étendue de vecteurs de diffusion (0,1 à 2,5 Å-1) et de temps (10-1 à 2.103 ps). A cette échelle locale, nous ne détectons pas d'influence du confinement sur la dynamique du LI confiné au sein des AAO et des CNT. Nous montrons cependant qu'à l'échelle microscopique (PFG-NMR) et macroscopique (spectroscopie d'impédance) le confinement des LI au sein des NTC permet d'obtenir un gain de conductivité d'un facteur 3. Un brevet est déposé.
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01230686
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Saturday, October 22, 2016 - 1:02:37 AM
Last modification on : Friday, May 29, 2020 - 4:00:58 PM

File

2015PA066440.pdf
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01230686, version 2

Citation

Filippo Ferdeghini. Liquides ioniques sous confinement nanométrique unidimensionnel. Atomic Physics [physics.atom-ph]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2015. English. ⟨NNT : 2015PA066440⟩. ⟨tel-01230686v2⟩

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