Le stockage de l énergie électrique par supercondensateurs : du composant au système

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1 Le stockage de l énergie électrique par supercondensateurs : du composant au système Tutoriales Ecole Doctorale EEA de Lyon Pascal VENET pascal.venet@univ-lyon1.fr 1

2 PLAN Présentation des supercondensateurs Applications des supercondensateurs Rappel sur les condensateurs Les différentes familles de supercondensateurs Supercondensateurs à double couche électrique Caractérisation et modélisation Vieillissement Équilibrage des supercondensateurs Utilisation des supercondensateurs Evolutions à envisager Conclusion 2

3 Présentation des supercondensateurs Supercondensateur = Supercapacité, Condensateur à double couche électrique, Electrical Double Layer Capacitor (EDLC), Supercapacitor, Ultracapacitor, Gold capacitor, Electrochemical capacitor, Supercondensateurs = composants à supercapacité : de quelques F à quelques milliers de F (à comparer avec quelques mf à quelques dizaines de mf pour les gros condensateurs électrolytiques) 3

4 Présentation des supercondensateurs Maxwell 10 F, 2,5 V Maxwell, 5 F à 150 F, 2,7 V Kamcap 300F, 2,7 F VinaTech de 1,5 F à 350 F, 2,5 V / 2,7 V / 3V 4

5 Présentation des supercondensateurs Batscap 2600 F, 2,7 V Maxwell 3000 F, 2,7 V Skelcap 320F à 3500 F, 2,85 V LS Mtron 3000 F, 2,8 V Nesscap 5000 F, 2,7 V 5

6 Présentation des supercondensateurs Diagramme de Ragone Energie 100 massique (Wh/kg) ,1 10 h 1 h 6 min 36 s 3,6 s 0,36 s Accumulateurs Supercondensateurs Condensateurs 36 ms 3,6 ms 0,36 ms Accumulateurs Sources d énergie Supercondensateurs Sources de puissance 0, Puissance massique (W/kg) 6

7 Présentation des supercondensateurs Avantages des supercondensateurs Courants de charge et décharge élevés (jusqu à quelques 100 d A pour les gros éléments) Faible durée de charge et décharge (de l ordre de 1 s à quelques 10 s) Durée de vie ou nombre de cycles élevés ( quelques cycles) par rapport aux accumulateurs Inconvénients des supercondensateurs Tension par élément limitée à ( 3 V) Comportement non linéaire du composant Composants pouvant contenir de l acétonitrile (toxique, inflammable et explosif) 7

8 Présentation des supercondensateurs Avantages et inconvénients des supercondensateurs 8

9 Présentation des supercondensateurs Marché mondial Estimé à 1100 M$ en 2014 Marché mondial (Milliard de $) BCC Research, January

10 Applications des supercondensateurs Électronique grand public : Sauvegarde de mémoire Applications nécessitant de fortes «impulsions» de courant Assiste les batteries dans les équipements portatifs Tournevis avec superc : rechargeable en 45 secondes SuperC pour alimentation flash à LED d appareil photo, de smartphone, Appareil photo numérique : superc en // avec des batteries pour les assister lors des demandes de puissance liées à l activité du microprocesseur, écriture sur le disque, Coupe tube : superc en // avec les batteries Réduction de la durée de coupe de 50 %

11 Applications des supercondensateurs Airbus A380 Ouverture d'urgence des 16 portes de l avion (configuration redondante des cellules) 54 superc par porte Orientation des pales d éolienne Maintenance minimale Gamme de température de -40 à 65C Système de stockage stationnaire SITRAS Récupération de l énergie de freinage de tramways (320 MWh/an). Stabilisation de la tension de réseau 1340 superc de 2600 F (fonctionnant à 2,3V)

12 Applications des supercondensateurs Ferry électrique STX Ferry de 113 personnes, 22 m de long 6 tonnes de supercondensateurs 128 modules de supercondensateurs Grues portuaires Récupération de l énergie de freinage 40% de moins de consommation de carburant Pelle hydraulique Caterpillar 1400 tonnes, 4500 ch (3360 kw) Récupération de l énergie lors de la décélération des balancements et lors des mouvements d'abaissement de la flèche Consommation de carburant par tonne réduit de 25% 98 modules de supercondensateurs 125 volts 12

13 Applications des supercondensateurs Systèmes embarqués dans les transports terrestres Micro hybrides (Stop & Start) 15 % de réduction de consommation en circulation urbaine 2 supercondensateurs de 1200 F Système développé par PSA Système e-hdi Citroën C2, C3, C4, C5 Peugeot 208, 308, 508,

14 Applications des supercondensateurs Systèmes embarqués dans les transports terrestres Micro-hybride (Stop & Start) et alimentation d auxiliaires Mazda 6 système i-eloop 14

15 Applications des supercondensateurs Systèmes embarqués dans les transports terrestres Mild-hybride : récupération de l énergie de freinage et assistance du moteur thermique Bus Lion s City de Man Toyota hybride TS030 Moteur diesel + superc Moteur diesel + superc (WEC 2013 : 2 ème et 4 ème aux 24 h du Mans, 1 er aux 6 heures de Fuji et de Bahrain) 15

16 Applications des supercondensateurs Systèmes embarqués dans les transports terrestres Véhicule électrique avec hybridation des sources MITRAC Bombardier Tramway Stadler Rail (Transports Publics Genevois) Catenaires + superc Catenaires + superc Sans alimentation : autonomie de 400 et 1500 mètres 16

17 Applications des supercondensateurs Exemple sur les tramways, tram-trains (MITRAC Bombardier) Sans supercondensateur 17

18 Applications des supercondensateurs Exemple sur les tramways, tram-trains (MITRAC Bombardier) Avec supercondensateurs 18

19 Applications des supercondensateurs Systèmes embarqués dans les transports terrestres Véhicule électrique rechargeable en stations (biberonnage) Traction électrique autonome entre deux stations basée sur un stockage d énergie par supercondensateurs. Recharge rapide des supercondensateurs en stations pendant l arrêt 19

20 Applications des supercondensateurs Principe du Biberonnage Station 1 Station 2 SC SC M M SC Recharge rapide 20

21 puissance (kw) Applications des supercondensateurs Principe du Biberonnage phases de la traction Temps Biberonnage Marche sur l erre Biberonnage Accélération Freinage par récupération Accélération 21

22 Applications des supercondensateurs Systèmes embarqués dans les transports terrestres Véhicule électrique rechargeable en stations (biberonnage) Bus Sinautec (Chine) (en recharge) Bus 100% électrique SuperC Train Zhuzhou Electric Locomotive (Chine) 100% électrique SuperC 22

23 Applications des supercondensateurs Systèmes embarqués dans les transports terrestres Véhicules électriques Microbus du fabriquant Gruau & Bolloré Hybrides ou 100% électrique Batteries Lithium Métal Polymère + superc Minibus Sinautec (Chine) 100% électrique, SuperC 23

24 Rappel sur les condensateurs Diélectrique L énergie stockée 1 W C AK 2 U. 2 avec C AK S 0r e Anode + S Cathode - S r Pour W e Lié aux propriétés du matériau et à sa rigidité diélectrique e U U Types usuels de condensateur Matériau diélectrique r Rigidité diélectrique e v (kv/cm) Epaisseur du diélectrique e min Tensions nominales (V) Films Plastique 2,1 à à ,9 à 6 m 10 à 10 4 Electrolytique AL 2 O 3 8 à à ,02 à 0,7 m 10 à

25 Rappel sur les condensateurs r S Pour W U e Diélectrique ou support d électrolyte Diélectrique ou support d électrolyte Armatures Armatures Condensateurs électrolytiques à l aluminium Surface de l anode sur laquelle est déposé par électrolyse l oxyde gravée Surface effective S = (20 à 100) X Surface apparente 25

26 Rappel sur les condensateurs Condensateurs électrolytiques à l aluminium à électrolyte liquide Composant élémentaire Composant complet Cathode réelle Electrolyte Anode Feuille d aluminium + - Cathode apparente Feuille d aluminium Bandes de Bandes de connexion connexion Soupape de sécurité de l anode de la cathode Bornes de connexion Papiers Bandes de connexion Diélectrique Al 2 O 3 Oxyde d alumine (Al 2 O 3 ) Support d électrolyte Papier imprégné d électrolyte Anode Bobinage des électrodes et du papier Cathode apparente 26

27 Rappel sur les condensateurs Condensateurs à films polypropylène métallisés Soudure Connexion de sortie Schoopage Mandrin e m e p Métallisation Anode Métallisation Cathode Films polypropylène Métallisation renforcée 27

28 Rappel sur les condensateurs Modèles des condensateurs Schémas électriques équivalents CAK : capacité idéale anode cathode ; C AK R l R p C AK (T, U) R p (T, U) R l (T, f) L R p : représente les pertes dans le diélectrique et les fuites entre les deux électrodes (associé à I L ) R l : résistance des connexions et électrodes L : inductance connexions et enroulements C ESR ESL C (T, U, f) ESR (T, U, f ) R p n a une influence qu aux fréquences basses C : capacité série ESR : résistance équivalente série ESL : inductance équivalente série = L 1 Z ESR j ESL C 2 Pour T et U données : ESR = cste f r 1 C = cste ESL.C 28

29 Rappel sur les condensateurs Impédance des condensateurs Z(f) pour un condensateur électrolytique à l aluminium 4700 F / 500 V Z () 10 1 Z () Z Z ESR 2 1 ESL C 2 1 f r 2 ESL C. f (Hz) E+08 0,1 ESR 0,01 0,001 Z mesuré Z simulé 1/(C.) ESL. C = 4350 F ESR = 11,3 m ESL = 19 nh 29

30 Rappel sur les condensateurs Impédance des condensateurs Z(f) pour un condensateur à films polypropylène métallisés 10 F / 250 V Z () 1 f r 2 ESL C. Z simulé 1 Z mesuré f (Hz) 0,1 0,01 ESR ESL. 1/(C.) 0,001 C = 9,93 F ESR = 10,0 m ESL = 32,8 nh 30

31 Les différentes familles de supercondensateurs Comme pour les condensateurs électrolytiques, les supercondensateurs comprennent deux électrodes et un électrolyte. 3 principales catégories de supercondensateurs. Électrodes composées : de charbon actif d oxydes métalliques Dioxyde de rethinium (R u O 2 ) Dioxyde d iridium (I r O 2 ) de polymères conducteurs Pas de transfert de charges mais interactions électrostatiques Transfert de charges par oxydoréduction lors des phases de charge décharge Transfert de charges lié au processus de dopage dédopage Problème de coût Non finalisé industriellement 31

32 Supercondensateurs à double couche électrique Supercondensateurs à électrodes en charbon actif les plus développés industriellement compte tenu : de leur grande surface spécifique (cf. ci-dessous) du faible coût, de la matière première et du procédé industriel de fabrication. Particularités des supercondensateurs : Pas de diélectrique mais présence d une double couche électrique jouant ce rôle Capacité non linéaire et modèles comportementaux spécifiques Capacité se dégradant rapidement en fonction de la fréquence (composant réservé au domaine exclusif du stockage d énergie) 32

33 Supercondensateurs à double couche électrique Électrolyte Séparateur Collecteur de courant (feuilles d aluminium) (Credit: EnerG2) Cation de l électrolyte Anion de l électrolyte Électrodes en charbon actif Charges électroniques dans l électrode 33

34 Supercondensateurs à double couche électrique Le séparateur : Pour éviter le contact entre les deux électrodes et donc le courtcircuit Conducteur ionique et isolant électronique poreux afin de faciliter le transfert ionique de l'électrolyte vers les électrodes. A base de polymère ou de papier. 34

35 Supercondensateurs à double couche électrique Formation aux interfaces électrode solide / électrolyte liquide d une zone de charge d espace appelée double couche électrique L électrolyte : Stockage d énergie électrostatique (pas de réaction chimique) Par principe même, la tenue en tension de ce composant est limitée à quelques volts (décomposition de l électrolyte par oxydoréduction) Électrolyte aqueux : Conductivité élevée Tension faible 1 V Électrolyte organique (Acétonitrile) : Conductivité plus faible Tension plus élevée 3 V Inflammable et explosif (lorsque la concentration atteint entre 3 et 16 % du volume de l air) 35

36 Supercondensateurs à double couche électrique Capacité du supercondensateur de nature volumique Epaisseur de la double couche de quelques nanomètres Surface des électrodes de qq centaines m 2 /g à 3000 m 2 /g Assemblage et connexion Séparateur Collecteur de courant Bobinage Languettes Charbon actif 36

37 Méthodes de caractérisation des supercondensateurs Caractérisation temporelle Mesures temporelles en courant et tension lors de charge ou/et décharge Avantages : Simplicité de mise en oeuvre Fonctionnement du composant à des niveaux de courant proches des applications Inconvénients Précision (méconnaissance des différentes constantes de temps) Caractérisation fréquentielle Application d une faible tension sinusoïdale superposée à une tension continue et analyse de l amplitude et du déphasage du courant Avantages : Précision Connaissance du comportement dynamique du composant Inconvénients Nécessite un spectromètre d impédance Niveaux de courants injectés Modèles simples Complémentarité Modèles riches 37

38 Cdl (F) Modélisation des supercondensateurs à double couche électrique Modélisation de la capacité de la double couche C dl Electrolyte Electrode Couche diffuse Mesures Relation 2400 Couche compacte 1 C dl C 1 Comp 1 C diff C 1 Comp 1 c ch. U/ u K K ,5 1 1,5 2 2,5 3 U(V) 38

39 Modélisation des supercondensateurs à double couche électrique Modèles prenant en compte la distribution volumique de la capacité Modèle à simple pore L Hypothèse sur le structure de l électrode poreuse C dl /2 C dl /2 C dl /2 R s C dl R R 1 2 R. R 2 el el 1 R Z p 2 R. 2 R n R n 2 R. 2 n Rel Z P.coth j C. j C. C dl : capacité de la double couche R el : résistance liée à l accessibilité des pores par l électrolyte R s : résistances séparateur + électrolyte + électrodes + collecteurs + connexions + contact L : inductance connexions et enroulements el 2 dl dl R el 39

40 Modélisation des supercondensateurs à double couche électrique Modèles prenant en compte la distribution volumique de la capacité Circuit RLC Modèle à simple pore Mesures f = 10 mhz f Circuit RLC L R C f 50 Hz f 1 khz Modèle à simple pore C dl /2 C dl /2 C dl /2 L R s C dl R 1 R 2 R n R 1 2 R. el el R R. 2 R n 2 R. n el

41 Modélisation des supercondensateurs à double couche électrique Modèles prenant en compte la distribution volumique de la capacité Modèle à simple pore L C dl /2 C dl /2 C dl /2 R s C dl R 1 R 2 R n Caractérisation fréquentielle 1/(C dl ) R 1 2 R. el el R R. 2 R n 2 R. n el 2 2 R s R el /3 -L 41

42 Modélisation des supercondensateurs à double couche électrique Modèles prenant en compte la distribution volumique de la capacité Modèle à simple pore L C dl /2 C dl /2 C dl /2 R s C dl R 1 R 2 R n 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 U (V) Charge Mesures Repos t (s) R Modèle à simple pore Décharge 2 R. el el 1 R R. 2 R n 2 R. n el 2 2 Modèle à Mesures simple pore Circuit RLC f = 10 mhz f 50 Hz f 1 khz 42

43 Modélisation des supercondensateurs à double couche électrique Modèles prenant en compte la distribution volumique de la capacité Modèle multi-pores Prise en compte du phénomène de redistribution en considérant différentes classes de pores de pénétrabilités différentes C dl1 /2 C dl1 /2 C dl1 /2 L R s C dl1 R 11 R 12 R 1n Classe de pores correspondant à Z p1 R ij 2 R. j eli 2 2 C dl2 C dl2 /2 R 21 C dl2 /2 R 22 C dl2 /2 R 2n Classe de pores correspondant à Z p2 C dl3 /2 C dl3 /2 C dl3 /2 C dl3 R 31 R 32 R 3n Classe de pores correspondant à Z p3 43

44 Modélisation des supercondensateurs à double couche électrique Modèles prenant en compte la distribution volumique de la capacité Modèle multi-pores Caractérisation fréquentielle + Mesures Modèle multi-pores f = 10 mhz f = 1 khz 44

45 Modélisation des supercondensateurs à double couche électrique Modèles prenant en compte la distribution volumique de la capacité Modèle simple pore modifié L R p R s C dl R C dl /2 R 1 2 R. C dl /2 R 2 el el 1 R R r 2 R. 2 C r R n C dl /2 R n 2 R. n el 2 2 En BF = Prise en compte du phénomène de redistribution des charges avec R r C r Modèle simple pore modifié Mesures f = 10 mhz En HF = Prise en compte de l effet de peau f = 10 khz 45

46 Cdl (F) Modélisation des supercondensateurs à double couche électrique Modélisation temporelle Modèle à 2 branches L R p R s C dl R 1 R C dl /2 C dl /2 C = C 0 +k.v 2 R. R 2 el el 1 R 2 2 v R. 2 R r C r R n C dl /2 R n 2 R. n el 2 2 u(t) Mesures 2600 u(t) 2400 Caractérisation temporelle Autodécharge 2200 Modèle à deux branches Tension(V) ,5 Modèle 1 à 1,5 2 branches 2 2,5 3 u R f R S v R r C=C 0 +k.v C r Mesures 46

47 Vieillissement des supercondensateurs Dégagement de gaz Blocage de la porosité θ C Surpression Détachement de grain d électrode ΔV Groupes de surface parasites Molécule de solvant Oxydo-réduction solvant groupes de surface parasites Craquelure de l électrode Vieillissement du liant Zone isolée ELECTROLYTE ELECTRODE 47

48 -ImZ(Ohm) Vieillissement des supercondensateurs Mécanismes de vieillissement Défaillances liées au blocage de la porosité ESR C Défaillances liées à l intégrité du charbon actif et à l assemblage collecteur - charbon actif (dégradation du liant) Vieillissement calendaire d un superc de 3000 F : V = 2,8V et T = 60C x ESR Evolution of spectrum with time for 2.8V, 60 C floating 1 C 168h 1190h 2092h RealZ (Ohm) x 10-4 ESR * Photo article Sang-Wook Woo, Kaoru Dokko, Hiroyuki Nakano, Kiyoshi Kanamura, «Incorporation of polyaniline into macropores of three-dimensionally ordered macroporous carbon electrode for electrochemical capacitors» Journal of Power Sources, Volume 190, Issue 2, 15 May

49 Vieillissement des supercondensateurs Analyses post mortem par MEB (effectuées au LUSAC EA 4253) Vieillissement calendaire d un superc de 350 F : V = 2,9V et T = 65C après durée de 1200 h Surface de l électrode avant vieillissement : 858 m 2 /g Surface de l électrode après vieillissement : 460 m 2 /g 49

50 Vieillissement des supercondensateurs Estimation de la durée de vie Diminution de la capacité de X% (X% 20%) et augmentation de ESR de Y% (Y% 100%) Durée de vie t d en fonction de la tension U et de la température suivant loi d Eyring : t d = 0.exp(-U/U 0 - / 0 ) Si 10 C t d /2 Si U 0,2 V t d /N (2<N<5) En cyclage, influence du courant I eff à considérer 50

51 Equilibrage des supercondensateurs Tension maximale d utilisation d un supercondensateur à électrolyte organique limitée autour de 3 V (au-delà l électrolyte se décompose par oxydo-réduction) Mise en série de plusieurs composants = module Nécessité d un système d équilibrage Dispersions des caractéristiques entre chaque composant dues : aux tolérances sur les paramètres compte tenu du procédé de fabrication à la différence de température à laquelle peuvent être soumis des composants d un même module à la non similitude du vieillissement entre les composants d un même module 51

52 Equilibrage des supercondensateurs Évaluation des performances des circuits d équilibrage Rendement énergétique du système d équilibrage Energie stockée dans les supercondensateurs Durée de vie t d W W sc W sc eq Energie dissipée dans le circuit d équilibrage Modèle d Eyring : t d = 0.exp(-U/U 0 - / 0 ) 52

53 Equilibrage des supercondensateurs Circuits d équilibrage dissipatifs Passifs purs Usc (V) U sc2 U SC1 SC 1 U sc1 SC 2 U SC SC1=C SC2=0,8.C U SC2 Avec des résistances de faible valeur : Temps pour équilibrer le système réduit Rendement de l ensemble faible t (s) 53

54 Equilibrage des supercondensateurs Circuits d équilibrage dissipatifs à résistances commandées Usc (V) U sc2 U SC1 SC 1 U sc1 U SC SC SC1=C SC2=0,8.C U SC2 SC 2 Résistances de faible valeur mises en parallèle temporairement : Temps pour équilibrer le système réduit Rendement de l ensemble pas trop affecté t (s) 54

55 Equilibrage des supercondensateurs Circuits d équilibrage non dissipatifs hacheurs à stockage inductif (de type Buck-Boost) Usc (V) U sc2 U SC1 U SC1 SC 1 SC 1 U sc1 U SC2 U SC2 SC 2 SC 2 U SC U SC SC1=C SC2=0,8.C Temps pour équilibrer le système très réduit Rendement de l ensemble élevé t (s) 55

56 Equilibrage des supercondensateurs Performances des circuits d équilibrage Type de Système d équilibrage Sans système d équilibrage Circuit passif avec R=50 Circuit à résistances commandées R=1 Convertisseur Buck-Boost Capacité de SC1=C U SC1 SC 1 U SC1 SC 1 U SC1 SC 1 U SC1 SC 1 Capacité de SC2=0,8.C U SC2 SC 2 U SC U SC2 SC 2 U SC U SC2 SC 2 U SC U SC2 SC 2 U SC Durée de vie du module 1,4 années 3,5 années 6,0 années 6,0 années module %

57 Estimation de la durée de vie (mois) Estimation de la durée de vie (mois) Equilibrage des supercondensateurs Equilibrage par rapport à la durée de vie Existence de gradients de températures Prise en compte de la température dans l équilibrage t d = 0.exp(-U/U 0 - / 0 ) 0.exp(-U/U 0 - / 0 ) sc1 = 3000F ; 0,28mΩ ; 38 C sc2 = 2700F ; 0,42mΩ ; 48 C sc3 = 2400F ; 0,56mΩ ; 66 C sc1 = 3000F ; 0,28mΩ ; 38 C sc2 = 2700F ; 0,42mΩ ; 48 C sc3 = 2400F ; 0,56mΩ ; 66 C Temps (s) Temps (s) Homogénéisation de la durée de vie des composants Maintenance plus espacée, remplacement du système de stockage dans son ensemble 57

58 Utilisation des supercondensateurs Exemples de structures multisource DC AC MAS 3 DC DC 58

59 Utilisation des supercondensateurs Exemples de structures multisource DC AC MAS 3 DC DC DC DC 59

60 Utilisation des supercondensateurs Exemples de structures multisource DC AC MAS 3 DC DC DC DC PC H2 60

61 Utilisation des supercondensateurs Exemples de structures multisource DC AC MAS 3 DC DC DC DC Caténaires 61

62 Utilisation des supercondensateurs Exemples de structures multisource DC AC MAS 3 DC DC DC DC DC DC AC DC Résistances de freinage Caténaires GS 3 MTh 62

63 Utilisation des supercondensateurs Exemples de structures multisource DC AC MAS 3 DC DC DC DC Limites de courant, di/dt, Gestion d énergie entre les différents convertisseurs Lois de vieillissement des syst. de stockage 63

64 Utilisation des supercondensateurs Exemple de structure des systèmes avec supercondensateurs et batteries 64

65 Evolutions à envisager Densité de puissance aujourd hui suffisante (>10 kw/kg) Densité d énergie à améliorer (>> 10 Wh/kg) L énergie stockée 1 W C AK 2 U. 2 avec C AK S 0r e S Interface électrode / électrolyte e e U S Pour W r U Electrolyte Composant hybride P. Simon, Supercondensateurs : principes et évolutions Présentation Collège de France, Chaire annuelle

66 Surfacic capacitance (F/cm²) Evolutions à envisager Interface électrode / électrolyte 1.5 x 10-5 R ion solvaté - R ion + Macropore R pore =R ion R pore =R ion solvaté R pore /R ion Mésopore R pore R pore Pores inutilisables Micropores Mesopores Macropores Ex cations, charbon actif usuel : R ion =0.34 Å R ion solvate =0.65 Å 6.5 Å R pore médian=10 Å Micropore Electrodes microporeuses (technique CDC) capacité surfacique R. German, Etude du vieillissement calendaire des supercondensateurs et impact des ondulations de courant haute fréquence», thèse Université Lyon 1,

67 Evolutions à envisager Interface électrode / électrolyte Supercondensateurs avec matériaux actifs à base de Nanotubes de carbone Graphène (supercondensateur souple) Densités d énergie et de puissance El-Kady, Maher, and Richard Kaner, Scalable fabrication of high-power graphene micro-supercapacitors for flexible and on-chip energy storage, Nature Communications, Volume 4, February

68 Evolutions à envisager Nouveaux électrolytes : recherche d électrolytes stables à haut potentiel Composant hybride (Lithium Ion Capacitor) Capacité : 2000 F Volume 124 ml ; poids 208 g Tension entre 2,2 V et 3,8 V P. Simon, Supercondensateurs : principes et évolutions Présentation Collège de France, Chaire annuelle P. Venet, H. Gualous «Stockage de l énergie par supercondensateurs» Journées de la section Electrotechnique du club EEA, Nancy,

69 Conclusion Densité de puissance élevée Capacité d emmagasiner et de restituer de l énergie à cadence élevée Durée de vie élevée par rapport aux accumulateurs Aujourd hui, le marché mondial est constitué par les supercondensateurs à électrolyte organique (acétonitrile toxique, inflammable et explosif) jusqu à 5000 F ; 2,8 V Amélioration de la densité d énergie envisageable à plus ou moins long terme (dispersion de taille des pores réduite, graphène, nanotubes de carbone, composant hybride, ) 69

70 MERCI pour votre attention 70