Fils d'Ariane

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Soutenance de thèse de Yassine HBIRIQ

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Etudiante laser

Date -
Heure 09h00 - 12h00
Adresse

Amphithéâtre Charles Sadron - Laboratoire CEMHTI
3E Avenue de la Recherche Scientifique - Campus CNRS
Francia

Contact
Lien http://www.univ-orleans.fr/fr/univ/recherche/temps-forts/soutenances-de-theses-…

Le développement de matériaux de haute performance par des voies de synthèse économes en temps et en énergie est un axe de recherche majeur dans le contexte actuel où la crise énergétique est devenue un défi mondial. Dans ce travail, des carbones durs nanostructurés, sous la forme d’un film constitué de fibres, ont été préparés par irradiation laser CO_2 (sur les deux faces du film) qui représente une voie de synthèse éco-efficace et prometteuse. L’objectif de cette méthode de synthèse est de modifier structuralement les matériaux pour leur utilisation possible dans les électrodes négatives des batteries Na-ion. L’intérêt réside dans la rapidité avec laquelle l’échantillon peut être chauffé ou refroidi, et les températures assez élevées (3000 °C) qui peuvent être atteintes. Afin de mieux comprendre les modifications structurales (en surface et en profondeur) des carbones durs induites par laser CO_2, un ensemble de carbones dur et mou traités dans un four (températures connues et contrôlées) a été étudié presqu’exclusivement par spectroscopie de diffusion Raman. Il a été l’occasion d’aborder certaines questions liées à l’applicabilité de cette technique optique aux carbones (durs et moux) polis. Les résultats obtenus par spectroscopie Raman polarisée résolue en angle apportent une avancée importante dans la compréhension de l’origine et l’évolution homogène ou hétérogène de la bande D, souvent utilisée dans la littérature pour estimer le degré de désordre intrinsèque dans les carbones sp2. Le contrôle des conditions d’irradiation laser CO_2 sous vide ou sous un environnement inerte a permis d’apporter les modifications structurales requises en quelques minutes, comme attesté par imagerie Raman malgré les architectures complexes des films de carbones tissés. Cette modification structurale a un impact clair sur les propriétés électrochimiques. Par exemple, une irradiation de 2 minutes à une température T = 1600 °C permet d’obtenir la capacité maximale de stockage (309.64 mAh.g-1) des ions Na dans la structure carbonée avec une efficacité coulombique initiale de 84.5 %. Enfin, une nouvelle cellule d’irradiation laser a été développé dans le cadre de cette thèse permettant d’élargir la zone irradiée (aussi sur les deux faces de l’échantillon) de manière contrôlée et motorisée, pour une synthèse des carbones durs à grande échelle.