L’Université Euromed de Fès (UEMF) a le plaisir d’informer le public de la soutenance de thèse de doctorat en ’’ Science et génie des matériaux’’

La soutenance de thèse aura lieu le Samedi 24 Février 2024 à 9h30 à l’UEMF

Lieu : la Grande Salle de l'Incubateur (LOC001994) La thèse sera présentée par Mr. Mohamed Boundor Sous le thème :

“ Liquides ioniques phosphatés et leurs matériaux composites pour des applications dans le domaine de l’énergie ”

Abstract

The growing demand for wearable electronics and electric vehicles has triggered the development of energy storage devices, such as batteries and supercapacitors, toward higher power density and energy density. Moreover, energy storage materials play a key role in efficient, clean, and versatile use of energy, and are crucial for the exploitation of renewable energy. This investigation focuses on synthesizing highly pure phosphate ionic liquids and phosphate viologens through a simple method involving N-quaternization of 1-alkylimidazole or 4,4'-bipyridine with a slight excess of trialkylphosphate. Subsequently, the combination of these building blocks with titanium dioxide by sol- gel chemistry allows for the generation of novel ionic liquid-TiO2 hybrids along with their carbonized materials. The covalent functionalization of TiO2 was carried out using various phosphate ionic liquids or phosphate viologenes, resulting in stable P-O-Ti bridges. Subsequent pyrolysis yields porous nanocomposite materials comprising phosphorus-doped TiO2 embedded in nitrogen-doped carbon material (N-C). These nanostructured electrode materials exhibit enhanced electrochemical performance owing to their large specific surface area, improved pathways for electrolyte diffusion, and increased electronic and ionic conductivity. Moreover, phosphate ionic liquids have also been employed in the preparation of LiFePO4/N-C composite cathode, providing a mesocrystalline structure and porous polyhedral particles that enhance accessibility to the electrolyte. The methodology for preparing hybrid phosphate ionic liquids-TiO2 materials demonstrated here can be adapted to other metal oxides, offering promising avenues for improving their conductivity. These advancements hold significant implications for various applications, particularly in the realm of energy storage.

Résumé

La demande croissante de l'électronique portable et des véhicules électriques stimule le développement de dispositifs de stockage d'énergie, tels que les batteries et les super-condensateurs, en vue d'augmenter la puissance et la densité énergétique, ce qui dépend fortement des progrès réalisés dans les nouveaux matériaux utilisés dans ces dispositifs. De plus, les matériaux de stockage de l'énergie jouent un rôle clé dans l'utilisation efficace, propre et polyvalente de l'énergie, et sont essentiels pour l'exploitation des énergies renouvelables. Cette étude porte sur la synthèse de liquides ioniques phosphatés et de viologènes phosphatés par la N-quaternisation du 1-alkylimidazole ou 4,4’-bipyridine avec un léger excès de trialkylphosphate. Puis, l’association des liquides ioniques phosphatés avec le dioxyde de titane via le procédé sol-gel permet d’accéder à de nouveaux hybrides de type liquide ionique-TiO2 et leur version carbonée. La fonctionnalisation covalente de TiO2 par différents liquides ioniques phosphatés