Des condensateurs qui carburent au super
Les grues portuaires des ports d'Asie récupèrent l'énergie potentielle lors de descente des containers avec leurs impressionnants modules de supercapacités et économisent ainsi 20 à 40% de carburant.
Et bientôt les automobiles qui, muent par l'énergie électrique, voudront économiser la moindre parcelle d'énergie afin d'aller toujours plus loin, récupéreront l'énergie de freinage grâce à leur module de supercondensateurs. Il est vrai que leur durabilité est un atout de choix puisqu'elle équivaut à celle du dispositif qui les emploie, soient plusieurs dizaines d'années.
Les travaux du laboratoire LGMPA
En plus de développer de nouveaux matériaux d'électrodes, les travaux de recherche actuels portent sur la réalisation de cellules complètes* qui sont caractérisées au point de vue électrique et thermique, facteur primordial pour des systèmes qui supportent des densités de courant impressionnantes (plusieurs centaines d'ampères). Cette chaîne de mesure permet également de modéliser les phénomènes afin de proposer aux industriels des solutions adaptées à leurs problèmes, en termes d'architecture de modules, d'évacuation de la chaleur et de sécurité.
De plus, la nanostructuration de matériaux, tels certains oxydes ou nitrures, permet de développer des capacitances** élevées par rapport aux matériaux carbonés actuels sans avoir à utiliser de solvant toxique ou inflammable. Les systèmes hybrides ainsi conçus (cf. figure 2 ci-contre) fonctionnent en milieu aqueux neutre apportant à la fois une stabilité thermique accrue en fonctionnement mais également un impact négligeable sur les utilisateurs et l'environnement.
Figure 2 : supercondensateur hybride de 350 farads à base de dioxyde de manganèse, utilisant un électrolyte aqueux neutre. Réalisation LGMPA/CIRIMAT/ICG-AIME. Copyright LGMPA - projet CAPRYS
Comment fonctionnent les supercondensateurs ?
Figure 1 - Diagramme de Ragone: densité de puissance en fonction de la densité d'énergie
*Cellule complète : supercondensateur "miniature" comportant deux électrodes mais aussi l'électrolyte imprégné dans le séparateur et le "casing" (emballage).
**Capacitance (ou capacité électrique) : quantité de charge électrique stockée pour un potentiel électrique donné. (Source : Wikipedia).
Bibliographie:
- Le journal du CNRS: http://www2.cnrs.fr/journal/3332.htm
- Projet ABHYS: http://www.abhys.fr/