[News] Doper des nanofeuillets de graphène pour des supercondensateurs sur puce

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Redbran
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[News] Doper des nanofeuillets de graphène pour des supercondensateurs sur puce

Message par Redbran » 31/01/2018 - 12:00:17


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© CEA
Trois équipes de l'Inac ont fabriqué et caractérisé des nanofeuillets de graphène fortement dopé à l'azote et les ont testés comme électrodes de supercondensateur. Les performances obtenues se comparent avantageusement à l'état de l'art des électrodes carbonées. Il reste à optimiser cette technologie prometteuse pour les applications sur puce.

Une technique de dépôt chimique en phase vapeur utilisant une résonance électronique cyclotronique a permis de faire croître des feuillets de graphène perpendiculairement à un substrat de silicium. Les feuillets ont ensuite été dopés par plasma microonde d'azote, jusqu'à des valeurs record de 17% en masse atomique. La morphologie des feuillets a pu être observée en microscopie électronique à balayage et en transmission. Leur structure a été contrôlée en spectrométries de photoélectrons X et Raman. Des mesures électrochimiques ont enfin été effectuées dans des configurations à deux ou trois électrodes, sur la plateforme Hybriden de l'Inac, dont l'un des bancs de caractérisation est consacré au stockage électrochimique.

Le dopage modifie les propriétés morphologiques (défauts de surface, porosité, etc.) et structurales (conductivité électrique), améliorant significativement les performances de stockage électrique du graphène dopé, par rapport au matériau non dopé.

Encouragés par ces résultats, les chercheurs ont développé un supercondensateur de type pile bouton, utilisant un électrolyte à base de liquide ionique avec des nanofeuillets de graphène dopé. Celui-ci a pu alimenter une LED pendant 7 minutes après une charge de moins de 20 secondes.

Références publication:
​Plasma Heavily Nitrogen-Doped Vertically Oriented Graphene Nanosheets (N-VOGNs) for High Volumetric performance On-Chip Supercapacitors in Ionic Liquid, Current Smart Materials

Pour plus d'information voir:
Site de l'Inac

Source: CEA

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