Fabrication et dopage d'aérogels de mélanges de polymères semi-conducteurs/isolants pour des applications thermoélectriques
Langue Anglais
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Modalités de diffusion de la thèse :
  • Thèse confidentielle jusqu'au 01/11/2026.
  • Thèse avec 2 versions : seule la version intégrale est proposée ; sur authentification (communication intranet).
 
Auteur : Essadiki, Souhail
Date de soutenance : 24-10-2025

Directeur(s) de thèse : Biniek, Laure

Président : Grande, Daniel
Rapporteur(s) : Barrau, Sophie - Lenoir, Bertrand

Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Institut Charles Sadron (Strasbourg ; 1985-....)
École doctorale : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
 
Discipline : Physique - Chimie des polymères
Classification : Chimie, minéralogie, cristallographie, Physique

Mots-clés libres : Thermoélectricité organique, Collecte d’énergie, Matériaux poreux conducteurs, Mélange de polymères, P3HT, PBFDO, Relations structure-propriétés
Mots-clés :
  • Polymères conjugués - Propriétés électriques
  • Thermoélectricité
  • Aérogels
  • Semiconducteurs -- Dopage
Résumé : Les polymères conjugués présentent un fort potentiel en thermoélectricité organique, notamment pour valoriser la chaleur résiduelle à température ambiante. Cette thèse conçoit des matériaux poreux, à la fois isolants thermiquement et conducteurs électriques, obtenus par gélification de mélanges polymériques, suivie d’un séchage supercritique (aérogels) ou par lyophilisation (cryogels). Deux systèmes ont été étudiés : des aérogels fibrillaires P3HT:sPS (type p) et des cryogels PBFDO:PVDF (type n), dopés à l’état de gel (F4TCNQ, FeCl₃, Magic Blue ou PEI). La morphologie a été analysée par SEM, cryo-SEM et WAXS/SAXS. Le rapport entre polymère semiconducteur et isolant, ainsi que les conditions de dopage, influencent fortement les performances. Les aérogels P3HT:sPS optimisés combinent 95 % de porosité, une conductivité thermique de 28 mW·m⁻¹·K⁻¹ et une conductivité électrique de 0,05 S·cm⁻¹. Les cryogels dopés au PEI atteignent 50 mW·m⁻¹·K⁻¹ et 0,25 S·cm⁻¹. Une différence de température de 11 K permet de générer jusqu’à 125 nW·cm⁻² (p) et 100 nW·cm⁻² (n). Ces matériaux poreux ouvrent la voie à des dispositifs thermoélectriques organiques performants et légers.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2025STRAE008
Type de ressource : Thèse