Transport dans les électrolytes nanoconfinés sondé par spectroscopie d'impédance électromécanique – ElectroMecano

Les électrolytes ont un rôle majeur à jouer dans l’énergie bas-carbone, non seulement pour son stockage (supercondensateurs, batteries, piles à combustible) mais aussi sa récupération (énergie osmotique). Pourtant, le contrôle insuffisant du transport d'électrolytes confinés (dans des électrodes ou membranes nanoporeuses) limite le développement de ces technologies. Près d'une surface chargée, les interactions électrostatiques conduisent à une distribution des ions à l'équilibre (double couche électrique), et cette couche interfaciale non électroneutre induit le couplage des modes de transport, c'est-à-dire la génération de flux hydrodynamiques, électriques et ioniques par des gradients de pression, de potentiel et de concentration (couplages électrocinétiques).
L'ambition scientifique d'ElectroMecano est de parvenir à une compréhension fondamentale de la physique du transport dans les électrolytes nanoconfinés. La stratégie pour surmonter ce goulot d'étranglement scientifique consiste à sonder les électrolytes nanoconfinés à l'aide d'un instrument original pour mesurer la « Spectroscopie d'Impédance Electromécanique ». Le principe consiste à nanoconfiner un électrolyte entre deux surfaces macroscopiques et conductrices, et à combiner mesures mécaniques et électriques. Cette approche permettra d’atteindre les objectifs du projet, car elle garantit (i) une géométrie modèle de confinement, et (ii) la mesure simultanée de l’équilibre et du transport. Les modèles les plus simples, basés sur une description continue de la matière et un traitement de champ moyen des interactions électrostatiques, seront testés expérimentalement pour la première fois. Des modèles affinés seront construits pour décrire les situations impliquant un confinement moléculaire, de grands potentiels de surface, de concentrations élevées et des effets spécifiques qui sont couramment rencontrées dans les applications, et les domaines de validité des différents modèles seront déterminés.