Des chercheurs toulousains révolutionnent le stockage de l'énergie sur des puces électroniques

Depuis cinq ans, la concurrence est rude entre les laboratoires pour mettre au point un dispositif de stockage d'énergie directement sur les puces électroniques. Certaines voies étudiées ne sont pas complètement compatibles avec les procédés industriels ou ne présentent pas de bonnes performances énergétiques.

Un groupe de chercheurs français du réseau sur le stockage électrochimique (RS2E) mené par Patrice Simon, lauréat 2015 de la médaille d'argent du CNRS, vient de présenter une nouvelle méthode permettant de stocker l'énergie directement sur les puces électroniques. Publiée ce 12 février 2016 dans la revue scientifique Science, cette méthode a l'intérêt d'être compatible avec les procédés de production industrielle.

Très stable et performant, le matériau obtenu est ensuite gravé par exemple au laser selon une technique traditionnelle de fabrication électronique, pour fabriquer un micro-supercondensateur.

Des micro-supercondensateurs flexibles

Le groupe de recherche dirigé par Patrice Simon a découvert qu'il était possible de décoller la couche de carbone poreux sans risquer de la casser.

Au-delà de l'application pour le stockage de l'énergie, ces matériaux poreux offrent des perspectives pour la réalisation de membranes pour la filtration de gaz ou encore pour la mise au point de revêtements élastiques à faible coefficient de frottement.

Les applications industrielles sont multiples. Cependant, aucun contact n'a encore été pris à ce jour entre les chercheurs du CNRS et des industriels.

Quelle différence entre un supercondensateur et une batterie ?

Alors qu'une batterie délivre un courant moyen pendant un certain temps, un supercondensateur envoie une grande source d'énergie pendant quelques secondes.

Les batteries emmagasinent 30 fois plus d'énergie, mais les supercondensateurs ont 30 fois plus de puissance. Ils prennent aussi 30 fois plus de place car l'énergie est stockée à la surface du matériau composant le supercondensateur, et non dans son volume même, comme c'est le cas pour une batterie.

L'intérêt du supercondensateur et de sa version micro ? "Une batterie ne peut pas recevoir ou délivrer de grandes quantités d'énergie en peu de temps. Sinon, elle s'use, précise le chercheur. De plus, une batterie a une durée de vie de 2 000 ou 3 000 cycles (charge et décharge de la batterie), alors qu'un supercondensateur en a une de plus d'un million."

Quels laboratoires impliqués cette découverte ?

Le groupe de recherche dirigé par Patrice Simon regroupe divers laboratoires du CNRS : le Centre inter-universitaire de recherche et d'ingénierie des matériaux (Cirimat) et le Laboratoire de physique et chimie de nano-objets (LPCNO), à Toulouse, l'Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologie (IEMN), à Lille, et le Laboratoire réactivité et chimie des solides (LRCS) à Amiens.