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Energie
Des supercondensateurs pour un stockage de l'énergie du futur

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/62185.htm

Dans le cadre du développement des énergies renouvelables, dont la production électrique peut fluctuer, et afin de disposer d'électricité de façon fiable et rapide, il est nécessaire de mettre au point des systèmes de stockage de l'énergie performants : à côté des batteries, les supercondensateurs [1] constituent des alternatives particulièrement prometteuses. Ces derniers peuvent stocker une grande quantité d'énergie et la restituer très rapidement selon les besoins.

Dans ce contexte, le Ministère fédéral de l'enseignement et de la recherche (BMBF) soutient à hauteur de 100.000 euros un projet de recherche de l'Université Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU), pour le développement de supercondensateurs pour le stockage de l'énergie. Dans la première phase du développement du projet de recherche "Super-Kon" [2], d'une durée de 6 mois, les chercheurs testeront les potentiels de valorisation que présentent certains matériaux composites innovants conçus à partir de divers matériaux de base bruts. Une commission d'experts évaluera ensuite les conclusions de l'étude préliminaire en vue d'une deuxième phase de soutien.

Le projet placé sous la direction du Prof. Dr. Beige est une coopération entre l'Institut de physique, l'Institut de chimie anorganique et le Centre interdisciplinaire de sciences des matériaux de la MLU.

- A l'Institut de chimie anorganique, le département de chimie des solides s'intéresse à la synthèse et à l'analyse de matériaux diélectriques anorganiques. Les caractéristiques de ces composés (nanoparticules, poudres classiques, monocristaux) sont optimisées au moyen de méthodes établies en chimie des solides et de procédés innovants de synthèse en chimie douce, techniques qui consistent en la modification chimique et en la variation de la forme et de la taille des particules.

- A l'Institut de physique, le département de matériaux ferroïques [3] s'occupe de la caractérisation et de la modélisation de matériaux ferroïques (monocristaux, céramiques, matériaux composites, matériaux à gradient, couches minces). Il s'agit de déterminer les tailles des matériaux linéaires ou non-linéaires, élastiques, diélectriques et électromécaniques, en relation avec le temps, la température, la fréquence ainsi qu'avec des champs électriques et mécaniques superposés. Le développement de nouveaux matériaux s'accompagne de la modélisation des propriétés physiques, au moyen de procédés analytiques et en faisant appel à la méthode des éléments finis.

- Le Centre de sciences des matériaux est chargé du soutien pour la coopération interdisciplinaire des différents instituts de la MLU avec des structures non-universitaires, avec pour priorité le transfert de la recherche aux petites et moyennes entreprises (PME). Des activités menées au sein du centre concernent la recherche dans le domaine des matériaux nanostructurés et de la micro- et nanoanalytique, avec de nombreuses offres de projets en coopération avec des PME. Le centre s'intéresse aux procédés de structuration lithographique (lithographie colloïdale ou par faisceau d'électrons). Les recherches sur les nouveaux matériaux et les techniques de déposition et de structuration trouvent leurs applications dans le domaine des énergies renouvelables (thermoélectrique, photovoltaïque, stockage d'énergie).

A l'occasion d'un atelier d'innovation, l'équipe de projet a invité des entreprises de la région et des scientifiques d'instituts de recherche renommés afin de discuter des possibilités d'implantation d'accumulateurs énergétiques dans le futur. Des institutions comme l'Institut Fraunhofer de fiabilité et microintégration (IZM), le Centre de recherche en énergie solaire et hydrogène de Bade-Wurtemberg, l'Université technique d'Aix-la-Chapelle (RWTH), et l'Université Otto von Guericke de Magdebourg (Centre-Est de l'Allemagne), ont participé à la manifestation intitulée "le stockage d'énergie et ses applications futures". De nombreuses entreprises, dont Siemens AG et Q-Cells Clean Sourcing GmbH, y ont également pris part, afin d'estimer et de présenter les demandes des clients d'un point de vue industriel.

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[1] Un supercondensateur est un condensateur de technique particulière permettant d'obtenir une densité de puissance (entre 1.000 et 5.000W/kg) et une densité d'énergie (entre 0,5 et 10 Wh/kg). Il se situe entre la batterie et le condensateur électrolytique classique au niveau de la capacité de stockage et est capable de restituer l'énergie plus rapidement qu'une batterie "classique". Informations supplémentaires sur le fonctionnement : http://fr.wikipedia.org/wiki/Supercondensateur . Son application s'étend aux véhicules électriques mais aussi aux autres cas de stockage d'énergie électrique dans des conditions climatiques extrêmes (démarreur de locomotives, contrôle d'orientation des pales des éoliennes, etc.).

[3] Un matériau ferroïque présente un cycle d'hystérésis d'une propriété lorsqu'il est soumis à une sollicitation cyclique (le système tend à demeurer dans un certain état quand la cause extérieure qui a produit le changement d'état a cessé). Les comportements ferroïques possibles sont la ferroélasticité (hystérésis de la déformation sous contrainte cyclique), le ferromagnétisme (hystérésis de l'aimantation sous champ magnétique cyclique) et la ferroélectricité (hystérésis de la polarisation sous champ électrique cyclique). Par exemple, les matériaux ferromagnétiques s'aimantent très fortement sous l'effet d'un champ magnétique extérieur, et certains gardent une aimantation importante même après la disparition du champ extérieur. Les matériaux ferroélectriques quant à eux possèdent un moment dipolaire électrique à l'état spontané, polarisation qui peut être renversée par l'application d'un champ électrique extérieur.

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- [2] Informations supplémentaires sur le projet Super-Kon (en allemand) : http://www.super-kon.uni-halle.de
- Dipl.-Kff. Kristin Suckau, Institut de physique du MLU - Universitätsplatz 9, D 06108 Halle / Saale - tel : +49 345 55-25548 - email : kristin.suckau@physik.uni-halle.de

Code brève
ADIT : 62185

Dépêche idw, Université Martin-Luther de Halle-Wittenberg - 28/01/2010 - http://idw-online.de/pages/de/news353276

Claire Vaille, claire.vaille@diplomatie.gouv.fr - http://www.science-allemagne.fr

BE Allemagne numéro 469 (3/02/2010) - Ambassade de France en Allemagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/62185.htm