Développement d'un condensateur électrochimique en milieu acide ou neutre à base d'oxyde de manganèse modifié par l'acide silicotungstique sur un support de graphite

La consommation énergétique mondiale a subi une augmentation considérable pendant ces dernières années en raison de la forte demande industrielle, le développement accru de l’électronique et l’explosion démographique. Actuellement, plus de 80% des besoins énergétiques sont assurés par des combustibles fossiles tandis que ces dernières sont grandement responsables des émissions de gaz à effet de serre et du réchauffement climatique. En plus des effets néfastes sur l’environnement s’ajoutent le potentiel risque d’épuisement des réserves et la volatilité des marchés mondiaux du pétrole. Par conséquent, une alternative telle que les énergies renouvelables et durables (éolienne et solaire) s’impose. En raison du caractère intermittent de ces formes d’énergie, il est nécessaire de mettre en place des systèmes de stockage d’énergie. De plus le secteur du transport notamment les véhicules électriques a beaucoup contribué dans le développement des moyens de stockage d’énergie électrique comme les batteries et les condensateurs électrochimiques. D’ailleurs, dans cette thèse, les recherches menées s’appliquent au condensateur électrochimique. Il est un dispositif qui permet de stocker de l'énergie sous forme de charges électrostatiques et/ou à l’aide de réactions redox rapides et réversibles. Cependant, dans le cadre de cette thèse l'oxyde de manganèse (MnO2) dopé à l’aide de l'acide silico-tungstique (STA) est utilisé en tant que matériaux actifs d’électrode pour le développement de supercondensateur en milieu acide et neutre. Ce travail de recherche a permis de publier deux articles scientifiques. Le premier article est consacré à la synthèse par la méthode de coprécipitation des échantillons à base de poudre de MnO2 modifié avec du STA (0%, 5% et 10% de STA). Ces dernières sont soumises à différentes techniques de caractérisation notamment la diffraction des rayons X, la microscopie électronique à balayage, la spectroscopie dispersive d'électrons, les analyses Brunauer-Emmet-Teller et les mesures électrochimiques. Par exemple, la surface spécifique a respectivement augmenté de 21% et 16% pour les échantillons avec 5% STA et 10% STA tandis qu’une amélioration respective de 8% et 254% est observée pour le volume mésoporeux par rapport aux poudres de MnO2 sans STA. Les tests de voltammétrie cyclique ont démontré une meilleure capacité spécifique pour les échantillons avec 10% de STA.