Nanomatériaux, Stockage de l'énergie, Électrolyse de l'eau, Électrocatalyse, Réaction de libération d'oxygène, Réaction de réduction de l'oxygène, Réduction des protons, Supercabatterie

Le défi important du XXIe siècle est le réchauffement climatique dû à des décennies d'industrialisation massive en utilisant des énergies fossiles. Cette prise de conscience sur ces questions environnementale s'est traduite par les engagements politiques pris lors de la conférence de Paris de 2015 sur les changements climatiques (COP21). Ainsi, le développement des énergies renouvelables devient une priorité absolue pour notre société. Dans ce contexte, il est primordial de développer d'une manière durable des systèmes de production et de stockage d'énergie. Parmi les dispositifs pouvant répondre à ce défi, les systèmes de stockage d'énergie électrochimique comme les batteries, les piles à combustible et les supercondensateurs jouent un rôle important. L'élément clé pour le développement du stockage d'énergie durable est l'étude des matériaux utilisés pour l'élaboration de l'électrode, car la nature des matériaux conditionne l'efficacité du dispositif. En effet, les systèmes de stockage d'énergie électrochimique mettent en jeu des réactions électrochimiques se déroulant sur les électrodes. Il est alors important d'optimiser les performances telle la capacité à stocker des charges et les propriétés catalytiques. De plus, les matériaux choisis doivent être non seulement abondants et peu onéreux, mais également respectant les contraintes environnementales. Afin d'améliorer les performances des systèmes électrochimiques de stockage d'énergie, on assiste à l'émergence d'un dispositif hybride combinant les propriétés des batteries (énergie élevée, mais faible puissance) et des supercondensateurs (forte puissance, mais faible énergie). Il s'agit de la supercabatterie qui permet d'obtenir une puissance et une énergie élevées. Ces propriétés permettront d'obtenir un appareil doté d'une durée de vie et d'une puissance d'impulsion plus longues. L'application de la supercabatterie est principalement les véhicules électriques ou hybrides. Toujours dans le besoin d'énergie pour le transport, on peut citer les piles à combustible à l'hydrogène qui nécessitent une approche durable pour la production de l'hydrogène. L'électrolyse de l'eau est une approche intéressante pour la production d'hydrogène en utilisant le surplus d'énergie obtenue par des sources d'énergies renouvelables telles que l'énergie solaire ou éolienne. Cependant, les cinétiques sont lentes et demandent une énergie d'activation élevée. Ainsi, il est important de développer des catalyseurs pour la réaction de dégagement d'hydrogène (HER) et la réaction de dégagement d'oxygène (OER) qui sont les réactions impliquées dans l'électrolyse de l'eau. Une autre réaction très étudiée est la réaction de réduction de l'oxygène (ORR) pour l'application de batteries de type métal-air