Accumulateur lithium-soufreUn accumulateur lithium-soufre, batterie lithium-soufre ou batterie Li-S, est un type d'accumulateur lithium. Son intérêt principal est sa densité énergétique importante en raison de la faible masse atomique du lithium, de la masse modérée de l'octa-soufre et de sa capacité à échanger jusqu'à 16 électrons. Le soufre est de plus un matériau bon marché et abondant naturellement contrairement au cobalt, utilisé dans les batteries lithium-ion dites "classiques".
Oxyde de graphiteL'oxyde de graphite, autrefois appelé oxyde graphitique ou acide graphitique, est un composé inorganique de carbone, oxygène et hydrogène dans des ratios atomiques variables. Il est obtenu en traitant du graphite avec des oxydants forts. Le produit le plus oxydé est le solide jaune avec un ratio C:O entre 2,1 et 2,9 qui conserve la structure en couche du graphite mais avec des espaces intercouches beaucoup plus larges et irréguliers.
Accumulateur lithium-ionvignette|Une batterie d'accumulateurs lithium-ion Varta au Museum Autovision au Bade-Wurtemberg (Allemagne). vignette|Une batterie de petite taille pour appareil portable. Une batterie lithium-ion, ou accumulateur lithium-ion, est un type d'accumulateur lithium. Ses principaux avantages sont une énergie massique élevée (deux à cinq fois plus que le nickel-hydrure métallique par exemple) ainsi que l'absence d'effet mémoire. Enfin, l'auto-décharge est relativement faible par rapport à d'autres accumulateurs.
Supercondensateurvignette|Supercondensateur Un supercondensateur est un condensateur de technique particulière permettant d'obtenir une densité de puissance et une densité d'énergie intermédiaires entre les batteries et les condensateurs électrolytiques classiques. Composés de plusieurs cellules montées en série-parallèle, ils permettent une tension et un courant de sortie élevés (densité de puissance de l'ordre de plusieurs kW/kg) et stockent une quantité d'énergie intermédiaire entre les deux modes de stockage cités ci-dessus (densité d'énergie de l'ordre de quelque Wh/kg), et peuvent la restituer plus rapidement qu'une batterie.
Accumulateur sodium-soufrevignette|Structure d'un accumulateur sodium-soufre Les accumulateurs sodium-soufre (Na-S) sont un type d'accumulateur électrochimique à base de sodium (Na) et de soufre (S) présentant en général une bonne densité énergétique (100-110 Wh/kg) et des rendements de 89 % à 92 %. En batterie, ils peuvent être utilisées pour de très grandes puissances (plusieurs MW), ce qui permet de les utiliser pour des systèmes de stockage en soutien à un réseau électrique.
Accumulateur lithium-airUn accumulateur lithium-air, aussi appelé accumulateur lithium-oxygène, est un type d'accumulateur lithium. La particularité de cette technique est qu'elle utilise l'oxygène contenu dans l'air de l'atmosphère pour fonctionner, ce qui a pour avantage d'alléger le poids de l'accumulateur ainsi que son encombrement. Conçues dès les années 1970 pour les véhicules, elles ont rencontré un regain d'intérêt dans les années 2000, grâce à des progrès techniques et un besoin croissant de stockage de l'électricité, notamment dans les véhicules et l'informatique embarquée.
Pile à combustible à oxyde solideLes piles à combustibles à oxydes solides (ou SOFC selon l'acronyme anglais de Solid oxide fuel cells) sont prévues essentiellement pour les applications stationnaires avec une puissance de sortie allant de 1 kW à 2 MW. Elles fonctionnent à très hautes températures, typiquement entre et (723 et 1273 K). Leurs rejets gazeux peuvent être utilisés pour alimenter une turbine à gaz secondaire afin d'accroître le rendement électrique.
LithiumLe lithium est l'élément chimique de numéro atomique 3, de symbole Li. C'est un métal alcalin, du premier groupe du tableau périodique des éléments. Les noyaux atomiques des deux isotopes stables du lithium (Li et Li) comptent parmi ceux ayant l'énergie de liaison par nucléon la plus faible de tous les isotopes stables, ce qui signifie que ces noyaux sont assez peu stables comparés à ceux des autres éléments légers. C'est pourquoi ils peuvent être utilisés dans des réactions de fission nucléaire comme de fusion nucléaire.
GraphèneLe graphène est un matériau bidimensionnel cristallin, forme allotropique du carbone dont l'empilement constitue le graphite. Cette définition théorique est donnée par le physicien en 1947. Par la suite, le travail de différents groupes de recherche permettra de se rendre compte que la structure du graphène tout comme ses propriétés ne sont pas uniques et dépendent de sa synthèse/extraction (détaillée dans la section Production).
Réseau métallo-organiquevignette|Exemple de MOF avec différents ligands organiques. Les réseaux métallo-organiques (MOF, pour l'anglais metal–organic framework) sont des solides poreux hybrides cristallins constitués d'ions métalliques ou de clusters coordonnés à des ligands organiques pour former des structures en une, deux ou trois dimensions. Les MOF présentent notamment une surface spécifique très élevée du fait de leur structure nanoporeuse. Les MOF sont nommés selon leur lieu de découverte suivi d’un numéro d’incrémentation, par exemple MIL-101 pour Matériaux Institut Lavoisier , ou UiO-66.
Lithium metal batteryLithium metal batteries are primary batteries that have metallic lithium as an anode. These types of batteries are also referred to as lithium-metal batteries after lithium-ion batteries had been invented. Most lithium metal batteries are non-rechargeable. However, rechargeable lithium metal batteries are also under development. Since 2007, Dangerous Goods Regulations differentiate between lithium metal batteries (UN 3090) and lithium-ion batteries (UN 3480). They stand apart from other batteries in their high charge density and high cost per unit.
Acide sulfuriquevignette|Effet de l'acide sulfurique sur une serviette en coton. vignette|Cloques emplies de lymphe résultant d'une brûlure causée par exposition de la peau à de l'acide sulfurique (archives médicales militaires de l'US Army, seconde guerre mondiale). L’acide sulfurique, appelé jadis huile de vitriol ou vitriol fumant, est un composé chimique de formule . C'est un acide minéral dont la force est seulement dépassée par quelques superacides. Il est miscible à l'eau en toutes proportions, où il se dissocie en libérant des cations hydronium : 2 + → 2 + .
Capacité thermique volumiqueLa capacité thermique volumique d'un matériau, anciennement appelée chaleur volumique, est sa capacité à emmagasiner la chaleur rapportée à son volume. Elle est définie par la chaleur nécessaire pour élever de la température d'un mètre cube de matériau. C'est une grandeur intensive égale à la capacité thermique rapportée au volume du corps étudié. C'est donc le produit de la masse volumique (ρ) d'un matériau et de sa capacité thermique massique (). Elle s'exprime en joules par mètre cube-kelvin (soit ou parfois ).
Couche minceUne couche mince () est un revêtement dont l’épaisseur peut varier de quelques couches atomiques à une dizaine de micromètres. Ces revêtements modifient les propriétés du substrat sur lesquels ils sont déposés. Ils sont principalement utilisés : dans la fabrication de composants électroniques telles des cellules photovoltaïques en raison de leurs propriétés isolantes ou conductrices ; pour la protection d'objets afin d'améliorer les propriétés mécaniques, de résistance à l’usure, à la corrosion ou en servant de barrière thermique.
Potential applications of graphenePotential graphene applications include lightweight, thin, and flexible electric/photonics circuits, solar cells, and various medical, chemical and industrial processes enhanced or enabled by the use of new graphene materials. In 2008, graphene produced by exfoliation was one of the most expensive materials on Earth, with a sample the area of a cross section of a human hair costing more than 1,000asofApril2008(about100,000,000/cm2). Since then, exfoliation procedures have been scaled up, and now companies sell graphene in large quantities. ÉlectrochimieL’électrochimie est la discipline scientifique qui s’intéresse aux relations entre la chimie et l’électricité. Elle décrit les phénomènes chimiques couplés à des échanges réciproques d’énergie électrique. L'électrochimie comprend toutes technologies et techniques issues de ses travaux scientifiques, comme les travaux concernant l'électrolyse, la corrosion, les piles, les piles à combustibles, les accumulateurs, et l'électrodéposition.
Conducteur superioniquevignette|Lorsqu'ils sont placés dans un champ électrique, les ions H+ (blancs) de la glace conductrice superionique, traversent le réseau d'ions O2- de la cathode (rouge) à l'anode (bleu). En électrochimie, les conducteurs superioniques (appelés aussi superconducteurs ioniques ou électrolytes solides) sont des conducteurs d'ions à l'état solide à haute conductivité ionique. En d'autres termes, les conducteur superionique sont des matériaux permettant aux ions de se déplacer rapidement à travers lui.
Disulfure de molybdèneLe disulfure de molybdène, ou sulfure de molybdène(IV), est un composé chimique de formule . Il s'agit d'un solide noir cristallisé diamagnétique et semiconducteur, semblable au graphite par son apparence et son toucher, et de ce fait utilisé comme lubrifiant mécanique, parfois à température élevée. Sa forme minérale est la molybdénite, principal minerai dont est extrait le molybdène. Dans le cristallisé, chaque Mo4+ est lié à six ligands occupant les sommets d'un prisme droit à base triangulaire au sein desquels la couche d'atomes de molybdène est prise en sandwich entre deux couches d'atomes de soufre.
Covalent organic frameworkCovalent organic frameworks (COFs) are a class of materials that form two- or three-dimensional structures through reactions between organic precursors resulting in strong, covalent bonds to afford porous, stable, and crystalline materials. COFs emerged as a field from the overarching domain of organic materials as researchers optimized both synthetic control and precursor selection.
Pile à combustibleUne pile à combustible est un générateur électrochimique produisant une tension électrique grâce à l'oxydation sur une électrode d'un combustible réducteur (par exemple le dihydrogène) couplée à la réduction sur l'autre électrode d'un oxydant, tel que l'oxygène de l'air. Elle est distincte de la pile électrique, qui fonctionne également par réaction d'oxydoréduction, mais qui est constituée d'empilements de métaux. vignette|Pile à combustible de la NASA au méthanol.
