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Sujet de stage / Master 2 Internship

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Croissance contrôlée de nanotubes de carbone alignés sur supports métalliques 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 : Non
Durée du stage : 0-6 mois
Date limite de constitution de dossier : 16/04/2020

Résumé :
Contrôler la synthèse des tapis de NTC alignés (alignement, longueur...) sur supports métalliques (feuilles d’Al ou alliages). Comprendre les mécanismes de croissance en menant des analyses de l’interface NTC/Al et des analyses in-situ

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 dans des domaines variés et en particulier dans le domaine des électrodes de supercondensateurs pour le stockage électrochimique de l’énergie [1-2]. Dans le cadre d’un projet collaboratif nous avons développé la croissance contrôlée de NTC alignés sur des supports d’intérêt pour l’élaboration d’électrodes de supercondensateurs ce qui nécessite dans certains cas un abaissement de la température de croissance des NTC alignés jusqu’à une température inférieure à 650°C [3]. L’objectif du projet est de contrôler la synthèse des tapis de NTC alignés sur collecteurs de courant métalliques (feuilles d’Al) fins avant de les associer avec d'autres matériaux actifs (carbone, polymères conducteurs) dans la suite du projet. L’approche adoptée consistera d’une part à mener des études expérimentales visant à ajuster les paramètres de synthèse (température, gaz, nature des précurseurs carbonés ou du support…) dans le but de maîtriser les caractéristiques des NTC formés (alignement, longueur…). L’effet de post traitements appliqués au collecteurs VACNT/Al sera également étudié. Une attention particulière sera portée sur le contrôle du diamètre et de la densité notamment par analyse en microscopie électronique (MEB et MET) et sur l’effet de ces variations de morphologies et structures des NTC alignés sur leurs performances électrochimiques.
[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] F. Nassoy et al., Nanomaterials, 9, (2019), 1590
Techniques utilisées au cours du stage :
CVD, SEM, TEM, TGA, Raman, électrochimie

Mots clés : Nanotubes de carbone, aluminium, croissance CVD, electrochimie

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