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Sujet de stage / Master 2 Internship

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Croissance contrôlée de nanotubes de carbone alignés et mise en forme pour application au stockage de l’énergie

Spécialité : CHIMIE / Chimie des matériaux

Contact : PINAULT Mathieu,
e-Mail : mathieu.pinault@cea.fr,   Tel : +33 1 69 08 91 87
Laboratoire : NIMBE/LEDNA

Stage pouvant se poursuivre en thèse : Oui
Durée du stage : 0-6 mois
Date limite de constitution de dossier : 13/04/2018

Résumé :
Développement de la croissance contrôlée (densité, diamètre...) par CVD de NTC alignés sur des supports d’intérêt pour l’élaboration d’électrodes de supercondensateurs. Élaboration de fibres flexibles 100% NTC

Sujet détaillé :
La méthode de CVD (Chemical Vapour Deposition) à partir d’aérosols permet d’obtenir des tapis denses de nanotubes de carbone (NTC) alignés dont les applications sont prometteuses en particulier dans le domaine des électrodes de supercondensateurs pour le stockage électrochimique de l’énergie [1-2] seuls ou en association avec des matériaux actifs : polymères conducteurs et/ou oxydes métalliques (collaboration Universités de Cergy (LPPI), et Tours (PCM2E)). Nous chercherons pour cela à développer la croissance contrôlée de NTC alignés sur des supports d’intérêt pour l’élaboration d’électrodes de supercondensateurs ce qui nécessite un abaissement de la température de croissance des NTC alignés jusqu’à une température inférieure à 650°C. Dans cette optique l’objectif du projet est d’une part de contrôler la synthèse des tapis de NTC alignés sur supports métalliques (Al) ce qui consistera à ajuster les paramètres de synthèse (température, gaz, nature des précurseurs ou du support…) dans le but de maitriser les caractéristiques des NTC formés (alignement, longueur…). Une attention particulière sera portée sur le contrôle du diamètre et de la densité des nanotubes en s’intéressant notamment à l’introduction d’azote dans la structure des nanotubes alignés. D’autre part, avec l’émergence des supercondensateurs sous forme de fibre flexible, l’utilisation de fibres 100%NTC réalisées par filage direct de tapis de NTC alignés synthétisés par CVD aérosol [3] semble prometteuse. L’évaluation de cette approche sera donc au cœur de la 2nde partie du projet.

[1] S. Lagoutte et al, Electrochimica Acta, 130, (2014), 754–765
[2] P. Boulanger et al., Journal of Physics: Conference Series 429 (2013) 012050
[3] S. Ammi et al., CIGRÉ 2017 Colloquium proceeding, (2017)

Techniques utilisées au cours du stage :
CVD, MEB, MET, ATG

Mots clés :

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