Elaboration et caractérisation de composites à base de graphène de ZnO, Co3O4 et Co(OH)2 pour les batteries lithium ion et la réduction de l’oxygène

Abstract

Ce mémoire est consacré à l’élaboration et la caractérisation de différents matériaux et de leurs composites avec l’oxyde de graphène réduit (RGO) : ZnO et ZnO/RGO anodes pour les batteries lithium ion (LIBs) et Co3O4/RGO et Co(OH)2/RGO dopés ou non comme catalyseurs de la réaction de réduction d’oxygène (ORR) pour les batteries métal-air (MABs). Pour les composites de ZnO avec le graphène synthétisé par la méthode sol-gel, des résultats satisfaisants ont été obtenus malgré la faible teneur en graphène. Pour les composites de Co3O4 et Co(OH)2, le graphène a permis une nette amélioration des propriétés électrocatalytiques. Aussi, le dopage de Co(OH)2 par des hétéroatomes (azote, phosphore et soufre) montre une augmentation des sites actifs et facilite le processus ORR. Le fort couplage entre l’oxyde ou l’hydroxyde de cobalt et la matrice carbonée ainsi que les effets synergiques entre les différents hétéroatomes dopants est à l’origine de l’amélioration des propriétés électrocatalytiques des différents composites. Les travaux présentés dans cette thèse sont le fruit d’une collaboration entre l’Université Mohammed V et l’institut national de recherche scientifique (INRS-Canada) dans le cadre du projet PPR.