Elaboration and characterization of porous conducting polymers : application to thermoelectricity
Elaboration et caractérisation de polymères conducteurs poreux : application à la thermoélectricité
Thermoélectrique organique
PEDOT : PSS
Matériaux poreux
Collecte d’Energie
Organic thermoelectrics
PEDOT:PSS
Porous materials
Energy harvesting
537.65
547.7
Polymères poreux
Conducteurs organiques
Thermoélectricité
Nous proposons une architecture innovante du polymère conducteur PEDOT : PSS sous forme de matériaux poreux très isolants thermiquement pour des applications en thermoélectricité. Leur structure a été caractérisée par MEB et cryo-MEB, ainsi que par des techniques de spectroscopies (WAXS/SAXS). Des gels fibrillaires mésoporeux de PEDOT : PSS peuvent être formés puis séchés par différentes techniques : séchage supercritique (aérogel), freeze-drying (cryogel) ou à pression et température ambiante (xerogel). L’aérogel conserve la structure fibrillaire mésoporeuse 3D du gel et la technique de freeze-drying permet de produire une structure macroporeuse en « nid d’abeille » pouvant être ajustée par le contrôle de la cristallisation du solvant du gel pendant l’étape de congélation. Les propriétés thermoélectriques ont été mesurées et l’influence de la porosité étudiée. Nous démontrons ainsi la production et la caractérisation de matériaux thermoélectriques organiques très isolants thermiquement (36-52 mW.m-1.K-1) avec une conductivité électrique jusqu'à 20 S/cm pouvant produire plus de 2,5 μW/cm² lorsque soumis à un gradient de température de 36.5K.
We propose an innovative architecture of the conducting polymer PEDOT : PSS in the form of highly thermally insulating porous materials for thermoelectricity applications. Their structure has been characterized by SEM and cryo-SEM, as well as by spectroscopic techniques (WAXS/SAXS). Mesoporous fibrillar gels of PEDOT : PSS can be formed and then dried by different techniques: supercritical drying (aerogel), freeze-drying (cryogel) or at room pressure and temperature (xerogel). The aerogel maintains the 3D mesoporous fibrillar structure of the gel and the freeze-drying technique produces a macroporous "honeycomb" structure that can be tuned by controlling the crystallization of the gel solvent during the freezing step. The thermoelectric properties have been measured and the influence of the porosity studied. We demonstrate the production and characterization of highly thermally insulating organic thermoelectric materials (36-52 mW.m-1.K-1) with an electrical conductivity up to 20 S/cm that can produce more than 2.5 μW/cm² when subjected to a temperature gradient of 36.5K.
Electronic Thesis or Dissertation
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en
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16782231
Université de Strasbourg
Strasbourg
2023-12-31
https://theses.hal.science/tel-04989601
application/pdf
13392029
https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2022/WEINBACH_Quentin_2022_ED182.pdf
http://www.theses.fr/2022STRAE039/abes
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https://theses.hal.science/tel-04989601
Weinbach
Quentin
1997-05-23
FR
270688161
1707006713E
21615223
4200003
https://theses.fr/2022STRAE039
2022STRAE039
https://doi.org/10.70675/6fa571caz6b05z4ba0zaa49zd9a1c9628f5c
2022-12-14
Chimie physique
Strasbourg
131056549
Doctorat
Docteur es
non
oui
Biniek
Laure
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Leclerc
Nicolas
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Plesse
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École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
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Institut Charles Sadron (Strasbourg ; 1985-....)
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Biniek
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École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
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