Nouveaux Carbones nanostructurés à partir de Cellulose et de ses dérivés pour le stockage et la conversion d'énergie – CARBOCELL

Le principal objectif du projet CARBOCELL est le développement - à partir de la cellulose et de ses dérivés - de matériaux carbonés innovants multi-fonctionnels, nanostructurés et nanoporeux pour le stockage et la conversion d'énergie par voie électrochimique. Dans ce but, 3 applications ont été sélectionnées : piles primaires, piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEM) et supercondensateurs. Hautement poreux, nanostructurés, de grande surface spécifique, les carbones issus de la pyrolyse de précurseurs cellulosiques nanoporeux sont de nouveaux matériaux n'existant pour l'heure qu'à échelle laboratoire. Dans le cadre d'un projet européen, ils ont été élaborés et testés avec succès pour les 2 premières applications, par 4 des partenaires du consortium CARBOCELL. Sur cette base, le présent projet vise l'optimisation des échantillons à échelle laboratoire pour les 3 applications sélectionnées ainsi que leur élaboration et leur évaluation à échelle pré-industrielle. Afin de valider l'intérêt d'un développement industriel ultérieur, ce travail s'accompagne d'une étude technico-économique.CARBOCELL présente une forte connotation développement durable. D'une part, il promeut l'emploi d'un matériau éminemment « renouvelable », la cellulose, comme vecteur de matériaux de haute technologie. D'autre part, il repose sur des procédés verts. Enfin, il vise le développement de systèmes propres de stockage et de conversion d'énergie. Situé à la frontière du savoir en physico-chimie de la cellulose, en science des aérogels et en électrochimie, ce nouveau matériau carboné et les systèmes applicatifs associés ne peuvent être développés que grâce à une synergie multidisciplinaire. Aussi, le consortium CARBOCELL est structuré autour d'équipes académiques complémentaires, expertes dans les domaines scientifiques adressés et de leaders industriels, spécialistes internationaux du carbone et des 3 applications étudiées. L'intégration de ces compétences doit permettre d'atteindre avec succès les objectifs affichés et d'ouvrir de nouvelles perspectives « matériaux » (cellulosiques et carbonés), « procédés » et « applications » (notamment dans le domaine de l'efficacité énergétique).La principale contribution escomptée concerne le développement de nouveaux matériaux nanoporeux et nanostructurés potentiellement pertinents pour de nombreuses applications mais en premier lieu pour le stockage et la conversion d'énergie. Ces matériaux doivent notamment permettre d'améliorer l'efficacité énergétique de systèmes de stockage largement répandus et de participer au développement de convertisseurs d'énergie propres. Parmi les principaux résultats, des procédés de mise en oeuvre plus aisés, une amélioration des principales propriétés électrochimiques d'usage et une réduction du coût « matériaux » (via l'utilisation de la cellulose) sont attendus pour les piles primaires chlorure de thyonile, les piles à combustibles PEM et les supercondensateurs. ...