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Des supercondensateurs silicium ultrastables, haute performance… et flexibles !


​Plusieurs équipes de CEA-Irig (ex-Inac) proposent un supercondensateur silicium dont les nanofils sont parfaitement protégés de l'électrolyte aqueux par un dépôt d'alumine. Cerise sur le gâteau, un revêtement additionnel de polymère dote ce dispositif flexible d'excellentes performances de stockage. 
Publié le 16 avril 2019

Les supercondensateurs silicium ont aujourd'hui pour électrolyte un liquide ionique (sel fondu) et non pas une solution aqueuse afin de préserver les électrodes en silicium de la corrosion. En particulier ceux dont les électrodes sont en silicium nanostructuré supportent près d'un million de cycles charge/décharge avec seulement 20 % de pertes de leur capacité.

Des chercheurs de l'Irig proposent une approche différente. Ils recouvrent les nanofils de silicium d'une fine couche d'alumine Al2O3, d'épaisseur inférieure à 4 nanomètres. Les électrodes peuvent alors effectuer huit millions de cycles sans aucune perte. De plus, une couche de polymère est déposée par-dessus l'alumine, augmentant significativement la performance de stockage par rapport aux électrodes silicium baignant dans un liquide ionique. La puissance maximale stockée atteint alors 4,1 mW/cm², avec des pertes remarquablement faibles pour un polymère conducteur (5% après 500.000 cycles).

Les procédés utilisés sont classiques : l'ALD (Atomic Layer Deposition) pour l'alumine est utilisé par l'industrie microélectronique et le dépôt de polymère est particulièrement simple à mettre en œuvre avec une seringue (drop-casting). Ils ouvrent la voie à la fabrication de dispositifs de stockage électrique flexibles très performants.

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