Exfoliation et Fonctionnalisation de Graphene dans des Solvants Eutectiques Profonds pour pour le Dévelopemment de Condensateurs Electriques à Double Couche – GrADES

Le déploiement des supercondensateurs comme dispositifs de stockage d’énergie reste limité par une capacitance et une densité énergétique encore inférieures à celles des batteries. Les avancées actuelles dans la technologie des supercondensateurs se concentrent sur l'amélioration de ces paramètres en utilisant des matériaux tels que le graphène. Ses propriétés, notamment sa surface théorique inégalée, en font le matériau idéal pour le développement de condensateurs électriques à double couche (EDLC). Néanmoins, les performances du graphène produit, notamment par réduction d'oxide de graphène, restent limités, ce qui peut être imputé à la présence de défauts surfaciques ou à l’empilement de couche de graphène.
Pour surmonter ces problématiques, ce projet vise à développer une approche permettant d’exfolier et de fonctionnaliser le graphène dans des solvants eutectiques profonds (DES), afin d'optimiser ses propriétés pour des applications en EDLC. Le projet s'articule autour de trois objectifs : (i) produire des solutions colloïdales stables de graphène grâce à l'exfoliation cathodique dans les DES, (ii) empêcher l’empilement du graphène et introduire un dopage chimique en fonctionnalisant le graphène avec des espèces ioniques contenant des hétéroatomes, et (iii) étudier comment les espèces greffées influencent les propriétés interfaciales du graphène. En répondant à ces objectifs, le projet vise à atteindre des valeurs de de capacitance de double couche électrique de l'ordre de la centaine de F.g?¹.
Le projet explorera l'impact de différents accepteurs de liaison hydrogène dans les DES sur la qualité et le rendement du graphène produit, et intégrera des techniques de fonctionnalisation pour améliorer ses performances électrochimiques. Cette approche pourrait ainsi ouvrir la voie à de nouveaux procédés de production et de fonctionnalisation du graphène, répondant ainsi à la demande industrielle de matériaux fonctionnels et de haute qualité pour le stockage d'énergie.