Fluorinated materials in electrochemical storage and conversion devices: assessment of advantages and disadvantages
Résumé
Electrochemical energy storage and conversion systems, such as rechargeable lithium batteries and fuel cells, are considered to be nexuses that link chemical and electrical energies. To achieve efficient, safe, and sustainable energy storage and conversion, many new materials must be designed, synthesized, and tested. Among these, fluorinated organic and inorganic materials play a key role. The highly electronegative fluorine atoms give these materials exceptional stability against degradation, as well as improved performance in electrochemical processes and the development of next-generation solid-state batteries, PEMFC and electrolyzers. In this article, we provide a brief overview of our recent work on fluorinated materials developed at the Laboratory of Electrochemistry and Physical-Chemistry of Materials and Interfaces (LEPMI, Grenoble). These include new salts, solvents, separators, binders, polymer electrolytes, etc. for batteries and fuel cells. We hope that this article will raise awareness of the importance of fluorinated synthons, molecules and materials in electrochemical energy sources, especially given the serious environmental concerns surrounding PFAS compounds.
Les systèmes électrochimiques de stockage et de conversion de l'énergie, comme les batteries rechargeables au lithium ou les piles à combustible, relient l’énergie chimique à l’énergie électrique. Pour qu’ils soient efficaces, sécuritaires et durables, il faut concevoir, synthétiser et tester plusieurs nouveaux matériaux. Parmi ceux-ci, les matériaux organiques et inorganiques fluorés revêtent une importance capitale. Les atomes de fluor, qui sont très électronégatifs, confèrent à ces matériaux une grande stabilité pour résister à la dégradation, améliorer les performances dans le processus électrochimique et favoriser l’avènement de la prochaine génération de batteries « tout solide », de piles à combustible et d'électrolyseurs. Dans cet article, nous présentons brièvement nos récents travaux sur les matériaux fluorés développés ou caractérisés au sein du Laboratoire d'Électrochimie et de Physico-chimie des Matériaux et des Interfaces (LEPMI, Grenoble). Nous abordons notamment les nouveaux sels, solvants, séparateurs, liants, électrolytes polymères, etc., destinés aux batteries et aux piles à combustible. Nous espérons que cet article attirera l’attention sur l’importance des synthons, des molécules et des matériaux fluorés dans les sources d’énergie électrochimique, en particulier dans le contexte des graves préoccupations environnementales liées aux composés PFAS.
Domaines
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