Micro-supercondensateurs 3D tout solide à électrodes hiérarchiques fabriqués à l'échelle du wafer

Micro-supercondensateurs 3D tout solide à électrodes hiérarchiques fabriqués à l'échelle du wafer

Notre étude porte sur la fabrication des micro-supercondensateurs à base d'électrodes hiérarchiques à large surface spécifique. Ces électrodes hiérarchiques combinent des approches top down et bottom up afin de développer des surfaces spécifiques importantes en cumulant les gains des microstruc...

Description complète

Détails bibliographiques
Auteurs principaux : Bounor Botayna (Auteur), Brousse Thierry (Directeur de thèse), Lethien Christophe (Directeur de thèse), Favier Frédéric (Directeur de thèse), Demourgues-Guerlou Liliane (Président du jury de soutenance), Sadki Saïd (Membre du jury), Taberna Pierre-Louis (Membre du jury)
Collectivités auteurs : Université de Nantes 1962-2021 (Organisme de soutenance), École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences Le Mans (Ecole doctorale associée à la thèse), Université Bretagne Loire 2016-2019 (Autre partenaire associé à la thèse), Institut des Matériaux Jean Rouxel Nantes (Laboratoire associé à la thèse)
Format : Thèse ou mémoire
Langue : français
Titre complet : Micro-supercondensateurs 3D tout solide à électrodes hiérarchiques fabriqués à l'échelle du wafer / Botayna Bounor; sous la direction de Thierry Brousse et de Christophe Lethien et de Frédéric Favier
Publié : 2019
Accès en ligne : Accès Nantes Université
Note sur l'URL : Accès au texte intégral
Note de thèse : Thèse de doctorat : Chimie des materiaux : Nantes : 2019
Sujets :
Supercondensateurs
Électrodes
Nanofils de SiO2
Nanofils de ZnO
Thèses et écrits académiques
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230 |a Données textuelles 
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314 |a Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules et Matériaux (Le Mans) 
314 |a Partenaire(s) de recherche : Université Bretagne Loire (COMUE), Institut des Matériaux Jean Rouxel (Nantes) (Laboratoire) 
314 |a Autre(s) contribution(s) : Liliane Demourgues-Guerlou (Président du jury) ; Saïd Sadki, Pierre-Louis Taberna (Membre(s) du jury) 
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330 |a Notre étude porte sur la fabrication des micro-supercondensateurs à base d'électrodes hiérarchiques à large surface spécifique. Ces électrodes hiérarchiques combinent des approches top down et bottom up afin de développer des surfaces spécifiques importantes en cumulant les gains des microstructures 3D (top down - gravure) et des nanofils (bottom up - croissance). Des microstructures 3D usinées dans un substrat de silicium (microtubes / micropiliers / micromurs) constituent le socle de base de ces électrodes hiérarchiques. Deux volets ont été donc explorés pour décorer ces microstructures 3D par des nanofils. La première voie est basée sur la synthèse hydrothermale des nanofils de ZnO à partir d'une couche de germination nanométrique déposée par ALD sur ces microstructures 3D. La seconde voie explorée s'articule autour d'un procédé de recuit rapide (< 10 min) à haute température (1000 °C) d'un empilement SiO2/Pt. Ce recuit rapide permettait la formation des nanofils de silice (SiO2). Les matériaux pseudocapacitifs ont été ensuite déposés par voie électrolytique sur ces électrodes hiérarchiques. Le procédé d'élaboration de ces électrodes était couplé à celui de fabrication des MSCs complets afin d'obtenir des densités d'énergie surfaciques encore jamais atteintes à ce jour (>100 Wh/cm2) en maintenant les performances en densité de puissance raisonnables (> 10 mW/cm2) par l'utilisation des couches minces (-200 nm). Cette thèse a été réalisée dans 3 laboratoires du RS2E : l'IMN, l'ICGM et l'IEMN. 
330 |a Our study focuses on the fabrication of micro-supercapacitors based on hierarchical electrodes with a large surface area. These electrodes combine top down and bottom up approaches in order to develop important specific area by combining the surface gain of the 3D microstructures (top down / etching) and the nanowires (bottom up / growth). 3D microstructures etched within silicon substrate (microtubes / micropiliers / micromurs) forme the base of these hierarchical electrodes. Two aspects was explored to decorate 3D microstructures with nanowires. The first route is based on the hydrothermal synthesis of ZnO nanowires from a nanometric seed layer deposited by ALD on these 3D microstructures. The second explored route is based on a fast annealing process (<10 min) at high temperature (1000 ° C) of a SiO2 / Pt stack. This rapid annealing allowed therefore the formation of silica nanowires. The pseudocapacitive materials was then deposited electrolytically on these hierarchical electrodes. The method of elaboration of these electrodes was coupled with that of manufacturing complete MSCs in order to obtain high surface energy densities never before reached (> 100 uWh / cm2) while maintaining reasonable power density performances. (> 10 mW / cm2) by the use of thin films (‾ 200 nm). This thesis was conducted between 3 laboratories of the RS2E: IMN, ICGM and IEMN. 
337 |a Configuration requise : un logiciel capable de lire un fichier au format : PDF 
541 | |a Towards solid state micro-supercapacitors based on 3D hiererachical electrodes  |z fre 
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