Etudiant : ZDIHRI SAFAE

Filière : Master Chimie des Matériaux Innovants (CMI)

Encadrant : Pr. KHALDI MOHAMMED

Annèe : 2026

Résumé : Face à la demande croissante en systèmes de stockage d'énergie performants et durables, les batteries lithium-soufre (Li-S) apparaissent comme une alternative prometteuse aux batteries lithium-ion grâce à leur très haute densité énergétique théorique (2600 Wh kg⁻¹) ainsi qu'à l'abondance naturelle et au faible coût du soufre. Cependant, leur développement reste limité par plusieurs défis majeurs, notamment l'effet de navette des polysulfures, la faible conductivité électronique du soufre et les variations de volume lors du cyclage. L'utilisation de matériaux carbonés comme hôtes pour la cathode constitue une stratégie efficace pour surmonter ces limitations, en particulier les carbones issus de biomasse qui combinent durabilité, faible coût et présence naturelle d'hétéroatomes favorisant le confinement des polysulfures. Dans ce travail, trois précurseurs de biomasses peu explorés, Cv, IG et Pt, ont été étudiés pour la synthèse de matériaux carbonés poreux destinés aux cathodes Li-S. Les matériaux ont été obtenus par pyrolyse en deux étapes en utilisant l'alginate de sodium comme co-précurseur, sans activation chimique supplémentaire afin de préserver les hétéroatomes intrinsèques. Après caractérisation par DRX, Raman, MEB-EDX et FTIR, leurs performances électrochimiques ont été évaluées dans des cellules CR2032. Les résultats montrent que la nature du précurseur influence directement les propriétés structurales du carbone, la rétention des polysulfures et la stabilité électrochimique, confirmant ainsi le potentiel des carbones dérivés de biomasses pour le développement de batteries Li-S performantes et durables. Mots-clés : batteries lithium-soufre ; carbone dérivé de biomasse ; dopage à l'azote ; effet de navette des polysulfures ; matériau hôte poreux ; pyrolyse