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Université de Bordeaux I

1. Godillot, Gérôme. Electrodes pour supercondensateurs à base d’oxydes de cobalt conducteurs : Supercapacitor electrodes based on conductive cobalt oxides.

Degree: Docteur es, Physico-Chimie de la Matière Condensée, 2012, Université de Bordeaux I

Les travaux de recherche actuels menés dans le domaine des supercondensateurs s’orientent vers l’augmentation des densités d’énergie, notamment via le développement de supercondensateurs hybrides "oxydes de métaux de transition / carbones activés". Dans ce contexte, les présents travaux avaient pour objectif d’évaluer les propriétés d’oxydes de cobalt nanométriques en tant que matériaux d’électrode positive pour supercondensateur hybride.Ces oxydes de cobalt, de structure spinelle, sont préparés par précipitation de nitrate de cobalt en milieu basique (T < 90 °C). Ils possèdent une formule chimique du type HxLiyCo3-δO4•zH2O et présentent une bonne conductivité électronique grâce à la présence d’ions H+, Li+ et Co4+. Les analyses par DRX, ATG, RMN et les mesures de conductivité électroniques ont mis en évidence une réorganisation de la structure spinelle de ces matériaux sous l’effet d’un traitement thermique, conduisant à une augmentation du rapport Co4+/Co3+ ainsi qu’à une amélioration des propriétés de transport électrique. L’association d’une conductivité électronique élevée et d’une forte surface spécifique confère à ces oxydes des performances prometteuses en tant que matériaux d’électrode.L’étude des propriétés électrochimiques a montré la présence de deux modes de stockage des charges, l’un électrostatique (double couche électrochimique) et l’autre faradique via l’oxydation et la réduction du cobalt. Elle a également permis de déterminer la signature électrochimique de ces oxydes (capacité, fenêtre de potentiels), prérequis indispensable à leur intégration dans une cellule complète. Finalement, un supercondensateur hybride "oxyde de cobalt / carbone activé" a été assemblé et équilibré, donnant lieu à des performances attractives (61,6 F/g sur 1,60 V).

Investigations on supercapacitors are focusing on increasing energy densities, in particular with the development of hybrid supercapacitors "metal oxides / activated carbons". In this field, the present work aims at evaluating nanometric cobalt oxides as positive electrode material for hybrid supercapacitors.These oxides, with spinel structure, are synthesized by precipitation of cobalt nitrate in a basic medium (T < 90 °C). They exhibit formulae such as HxLiyCo3-δO4•zH2O and good electronic properties thanks to the presence of H+, Li+ and Co4+ ions. XRD, TGA, NMR analysis as well as electronic measurements have highlighted a structural reorganization of the spinel structure under thermal treatment, resulting in increase of the Co4+/Co3+ ratio and an enhancement of the electronic transport properties. The high electronic conductivity together with a huge specific surface area imparts these oxides promising performances as electrode material.The study of the electrochemical properties underlines two charge storage mechanisms, one electrostatic (electrochemical double layer) and the other one faradic through the oxidation and the reduction of cobalt. The electrochemical signature (capacity, potential window) of these oxides was also determined in order to…

Advisors/Committee Members: Demourgues-Guerlou, Liliane (thesis director).

Subjects/Keywords: Supercondensateurs hybrides; Matériau d’électrode; Nanomatériau; Oxyde de cobalt; Spinelle; Co3O4; Diffraction des rayons X; RMN du 7Li et du 1H; Conductivité électronique; Hybrid supercapacitors; Electrode material; Nanomaterial; Cobalt oxide; Spinel; Co3O4; X-ray diffraction; 7Li and 1H NMR; Electronic properties; 621.312 42

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APA (6th Edition):

Godillot, G. (2012). Electrodes pour supercondensateurs à base d’oxydes de cobalt conducteurs : Supercapacitor electrodes based on conductive cobalt oxides. (Doctoral Dissertation). Université de Bordeaux I. Retrieved from http://www.theses.fr/2012BOR14597

Chicago Manual of Style (16th Edition):

Godillot, Gérôme. “Electrodes pour supercondensateurs à base d’oxydes de cobalt conducteurs : Supercapacitor electrodes based on conductive cobalt oxides.” 2012. Doctoral Dissertation, Université de Bordeaux I. Accessed July 19, 2019. http://www.theses.fr/2012BOR14597.

MLA Handbook (7th Edition):

Godillot, Gérôme. “Electrodes pour supercondensateurs à base d’oxydes de cobalt conducteurs : Supercapacitor electrodes based on conductive cobalt oxides.” 2012. Web. 19 Jul 2019.

Vancouver:

Godillot G. Electrodes pour supercondensateurs à base d’oxydes de cobalt conducteurs : Supercapacitor electrodes based on conductive cobalt oxides. [Internet] [Doctoral dissertation]. Université de Bordeaux I; 2012. [cited 2019 Jul 19]. Available from: http://www.theses.fr/2012BOR14597.

Council of Science Editors:

Godillot G. Electrodes pour supercondensateurs à base d’oxydes de cobalt conducteurs : Supercapacitor electrodes based on conductive cobalt oxides. [Doctoral Dissertation]. Université de Bordeaux I; 2012. Available from: http://www.theses.fr/2012BOR14597

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