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Les condensateurs électrostatiques, qui peuvent stocker de l’énergie via la polarisation diélectrique, ont suscité beaucoup d’intérêt à mesure que la demande d’électronique de puissance miniaturisée et intégrée augmente. Parmi les diélectriques traditionnels, les oxydes métalliques sont connus pour leur polarisabilités élevées, mais souffrent généralement de faibles résistances au claquage et des flexibilités limitées. De plus, la plupart des polymères diélectriques sont aujourd’hui élaborés à partir de composés synthétiques, non biodégradables, non renouvelables ou dérivés de la pétrochimie. Ainsi, les processus de fabrication sont peu durables et l’élimination finale des dispositifs électroniques produit une quantité importante de déchets non recyclables, ce qui soulève des problèmes environnementaux majeurs. Le développement de diélectriques innovants à hautes densités d’énergie, compostables et biodégradables est un défi depuis plusieurs années.

Des chercheurs du CRPP (CNRS/Université de Bordeaux), avec leur partenaire américain (Université de Washington) ont développé un film diélectrique flexible et transparent composé de nanoparticules colloïdales de poly(fluorure de vinylidène) et de nanofibrilles de cellulose oxydée TEMPO à densité de charge adaptée. Par rapport à d’autres biopolymères et diélectriques céramiques, les nanocomposites à base de cellulose, pris en sandwich entre deux fines couches d’alcool polyvinylique, atteignent une densité d’énergie élevée de 7,22 J∙cm^-3 pour un champ électrique de fonctionnement de 388 MV∙m^-1. De plus, l’énergie stockée dans le composite stratifié est libérée à un rythme de 1,60 microsecondes. Il en résulte une densité de puissance stable d’environ 3 MW∙cm^-3 sous un champ appliqué de 300 MV∙m^-1 sur 1000 cycles de charge/décharge, soit plus de dix fois celle du polypropylène bi-orienté, films diélectriques actuellement commercialisés.