Etude électrogravimétrique d'électrodes à base de nanofils de silicium pour le stockage électrochimique de l'énergie
Abstract
Les électrodes élaborées avec des architectures nanométriques
sont de plus en plus étudiées pour améliorer les performances des
batteries et supercondensateurs. En particulier les nanofils de
silicium dopés permettent d’obtenir de hautes valeurs de
puissance et d’énergie grâce à de larges surfaces développées et
une bonne conductivité jusqu’au collecteur de courant [1].
Cependant les mécanismes d’échanges ioniques et les
phénomènes de décomposition de l’électrolyte ayant lieu à
l’interface des nanofils varient en fonction de l’électrolyte utilisé
et restent largement méconnus.
Une meilleure compréhension de ces mécanismes peut être
obtenue avec la microbalance à quartz électrochimique
(EQCM) qui couple l’analyse électrochimique à la mesure des
variations de masse de l’électrode, ce qui permet de distinguer
les espèces mises en jeu et la cinétique des échanges ioniques
[2].
Pour réaliser cette étude, la croissance de nanofils de silicium a
été mise au point sur un substrat piézoélectrique en GaPO4
compatible avec la température de croissance par CVD à
600°C (Fig. 1.a).
Des mesures électrogravimétriques effectuées dans divers
milieux organiques et des mélanges de liquides ioniques ont
permis de distinguer différents mécanismes de stockage
électrochimique et leurs cinétiques associées (Fig. 1.b)
Références :
[1] Aradilla, D.; Gentile, P.; Bidan, G.; Ruiz, V.; Gómez-Romero, P.; Schubert, T. J.; Sahin, H.;
Frackowiak, E.; Sadki, S. Nano Energy 2014, 9, 273–281.
[2] Escobar-Teran, F.; Arnau, A.; Garcia, J.; Jiménez, Y.; Perrot, H.; Sel, O. Electrochemistry
Communications 2016, 70, 73–77.