Le groupe de Wei Gao (Wilson College of Textile Engineering, Université de la Caroline du Nord – NCSU, USA) développe des supercapacités filaires (tissables) destinées à terme à la fabrication de tissus capables de stocker de l’électricité. Ces supercapacités sont fabriquées à partir de différents matériaux, dont des oxides de graphène et de métaux de transition (MXenes). Au-delà des applications, somme toute assez lointaines, il est nécessaire de caractériser le mieux possible le comportement électrique de ces dispositifs de stockage afin de mieux comprendre leur fonctionnement et de pouvoir améliorer leurs performances.
Dans ce cadre, le LEMTA (J. Mainka et O. Lottin, OS Hydrogène et Systèmes Électrochimiques – HSE) et la NCSU ont initié une collaboration à ce sujet en 2018. Le LEMTA prend part au développement de modèles utilisés pour la caractérisation (domaines fréquentiel et temporel) de ces supercapacités en prenant en compte les phénomènes de transfert de charge et de matière à l’échelle locale. C’est un savoir-faire sur lequel l’équipe possède plusieurs années d’expérience via la caractérisation de systèmes électrochimiques tels que les piles à combustible. Récemment, la collaboration s’est étendue au groupe de Joselito Razal de la Deakin University en Australie. Il fait partie des groupes pionniers dans le développement de dispositifs de stockage à base de MXene.
Ce projet a déjà donné lieu à plusieurs présentations lors de congrès internationaux dont une invitée en 2019 (235th ECS Meeting, Dallas). Par ailleurs, la collaboration se pérennise cette année avec le projet PEPS CAPFIL (cellule Energie 2020) et la participation au projet FEDER STOCK’ NRJ fédérant plusieurs Opérations Scientifiques du LEMTA (Gestion de la Chaleur, Transport dans les Milieux Complexes, Fluides et Écoulements Complexes dans l’Industrie et la Nature, HSE) autour du thème de stockage d’énergie.