Elaboration des électrodes composites performantes à base de «graphène-polydopamine» pour les micro-supercondensateurs
Résumé
En raison de ses propriétés uniques : une grande surface spécifique (2600 m2.g-1), une capacitance théorique
élevée (550 F.g-1) et une conductivité élevée, le graphène est considéré comme l'un des matériaux d'électrode
les plus prometteurs pour les supercondensateurs à double couche électrochimique(EDLC) [1].
Parmi les différentes approches de synthèse du graphène, la voie la plus favorable est la réduction de l’oxyde
de graphène, et plus particulièrement la réduction électrochimique du GO qui est considérée comme une
méthode facile, rapide, économique et environnementale avec une possibilité de production à grande échelle
[2,3]. Cependant, l'oxyde de graphène réduit (rGO) souffre d'une petite surface spécifique due au réempilement
(p-stacking) des feuillets de graphène [4]. Il est donc nécessaire de développer une méthode
efficace et réalisable pour réduire le ré-empilement des feuillets de graphène afin d'obtenir des électrodes avec
des surfaces spécifiques élevées (capacitances spécifiques élevées) et une bonne stabilité.
Nous présentons ici des composites graphène-polydopamine (PDA), destinés pour les microsupercondensateurs
de type EDLC. Ces composites ont été préparés par une approche électrochimique facile
et écologique [5]. Nous avons résolé ce problème de ré-empilement de rGO en utilisant le PDA comme un
"espaceur" entre les feuilles de graphène. L’impact de la PDA sur les propriétés interfaciales et les
performances en cyclage a été également étudié. L'électrode ERGO-PDA optimisée présente un excellent
comportement capacitif avec une excellente stabilité en cycle. De plus, les analyses EQCM ont montré une
compensation de charge cationique dominante et une amélioration de transfert de charges à l’interface
électrode/électrolyte en présence de la PDA. De plus, une réponse de masse totalement réversible pendant le
balayage cathodique et anodique a été observée en absence d'hystérésis pour l'électrode ERGO-PDA ce qui
indique que les processus d'électroadsorption/désorption des espèces actives, se produisent à des
vitesses très similaires.