Les nanotechnologies apportent un fort potentiel d’innovation et de rupture dans de nombreux domaines. Leurs applications pour l’énergie en est un champ important, car la synthèse et la structuration des nanomatériaux y ouvrent des voies de progrès notables. Si divers ouvrages décrivent les innovations promises par les nanotechnologies sur des thématiques scientifiques générales ou spécialisées, très peu abordent le chemin qui va des nouvelles propriétés aux applications pour l’énergie électrique et ses usages. Cet ouvrage présente, sur des bases scientifiques solides, les apports des nanotechnologies et plus particulièrement des nanomatériaux aux enjeux de la production d’électricité et de ses usages. Après un panorama des effets physiques qui peuvent être exploités à ces échelles pour améliorer les propriétés des matériaux ou leur fonctionnalité, leur application à la production d’électricité, à son stockage, à ses usages ainsi qu’au traitement de questions environnementales est abordée. Elle conduit à explorer les domaines de l’électrochimie, du photovoltaïque, de la thermoélectricité, des propriétés mécaniques et thermiques des matériaux ou encore des membranes et des surfaces ultrahydrophobes. Chaque chapitre constitue une monographie exhaustive enrichie d’une abondante iconographie et d’une bibliographie très complète. Les meilleurs experts de chaque domaine ont été réunis, faisant de cet ouvrage une référence incontournable. Au confluent de plusieurs disciplines et en prise directe sur un vaste champ d’applications, ce livre s’adresse à un large public : ingénieurs et chercheurs, étudiants des écoles d’ingénieurs ou des universités aux niveaux licence et master.

Dieses Referenzwerk in drei handlichen Bänden bietet einen detaillierten Überblick über Anwendungen der Nanotechnologie im Bereich Nachhaltigkeit in der Energieversorgung. Der erste Band dieses klar strukturierten Nachschlagewerks behandelt nach der Einleitung die Themen Energieerzeugung, erneuerbare Energien, Energiespeicherung, Energieverteilung sowie Energieumwandlung und Energy-Harvesting. Im zweiten Band werden auf Nanotechnologie basierte Materialen, Energieeinsparung und -management, technologische und urheberrechtlich relevante Fragen, Märkte und Umweltsanierung erörtert. Der dritte Band wirft einen Blick in die Zukunft, auf technologische Fortschritte und gibt Empfehlungen. Ein wichtiges Handbuch für alle Experten auf diesem Gebiet, von Forschern und Ingenieuren im wissenschaftlichen Bereich bis hin zu Entwicklern in der Industrie.

Sujets majeurs d’actualité et d’importance sociétale, la transition énergétique et la préservation de l’environnement ont bénéficié de l’apport des nanotechnologies et des nanomatériaux. Les nanomatériaux, avec de nouveaux venus carbonés, ont particulièrement contribué à améliorer les performances des dispositifs de stockage et de conversion de l’énergie. Certains de ces nanomatériaux ont été découverts bien avant les années 2000 (fullerènes, nanotubes de carbone, nanodiamants, Carbon Dots) ; d’autres, tels que le graphène, le matériau phare du XXIe siècle, ainsi que de nombreux matériaux minéraux élaborés à l’échelle nanométrique (clusters atomiques, nanoparticules métalliques ou semi-conductrices, matériaux inorganiques bidimensionnels, Metal Organic Framework – MOF, Quantum Dots Luminescents) sont plus récents, mais tous sont impliqués dans la réalisation de dispositifs à finalité énergétique. Nanotechnologies et nanomatériaux pour l’énergie offre une analyse critique des derniers travaux dans les domaines des batteries, du photovoltaïque, des piles à combustibles et de la catalyse, ainsi que dans le champ de l’éclairage avec l’avènement des diodes électroluminescentes.

La nanotechnologie est une branche de la science et de la technologie qui étudie et manipule des matériaux à l'échelle nanométrique. Cela implique l'utilisation de matériaux, de dispositifs et de systèmes à l'échelle nanométrique pour créer des technologies nouvelles et innovantes dans divers domaines tels que la médecine, l'électronique, l'énergie et la science des matériaux. Le fondement de la nanotechnologie réside dans la capacité de contrôler et de manipuler les propriétés des matériaux au niveau atomique et moléculaire. Les propriétés uniques des nanoparticules sont attribuées à leur rapport surface/volume élevé, ce qui entraîne une augmentation significative de la réactivité, de l'activité chimique et des propriétés physiques. Par conséquent, l'étude et le développement des nanomatériaux ont le potentiel de révolutionner notre façon de vivre, de travailler et d'interagir avec le monde qui nous entoure. La nanotechnologie a un large éventail d'applications, allant du développement de systèmes d'administration de médicaments plus efficaces et efficients à la création de dispositifs informatiques plus avancés, et les possibilités sont infinies. Cependant, les risques potentiels associés aux nanomatériaux suscitent également des inquiétudes, et des recherches approfondies sont nécessaires pour garantir leur utilisation et leur manipulation en toute sécurité.

Cet ouvrage dresse un panorama des concepts et des applications des nanotechnologies. Il introduit les nouveaux nanomatériaux carbonés et les nouveaux moyens d’observation de l’infiniment petit qui ont définitivement assis les nanosciences et les nanotechnologies dans le monde de l’industrie et de la recherche. Les nano-objets les plus représentatifs et leur mise en réseaux ordonnés y sont décrits. Les propriétés dues au confinement de la matière sont analysées dans le cas de nanomatériaux métalliques, isolants et semiconducteurs. Puis il retrace l’évolution de l’électronique et les orientations nouvelles vers l’électronique moléculaire et la spintronique, l’utilisation des nanomatériaux dans le stockage et la conversion énergétique. ll décrit aussi l’utilisation récente des nanotechnologies en médecine et en biologie. Enfin, il offre un aperçu futuriste des idées développées dans la conception de nanomachines avec, comme exemples d’applications prometteuses, des valves moléculaires pour la médecine. L’ouvrage s’adresse à la fois à des lecteurs avertis et à des lecteurs curieux des progrès de la science, désireux de s’informer plus précisément sur les perspectives offertes par les nanotechnologies. D’une manière générale, les phénomènes physiques sont décrits dans un langage simplifié et dépourvu de tout formalisme mathématique avec, à l’appui, des encadrés destinés à alléger les discussions, mais aussi à attirer l’attention du lecteur sur quelques points majeurs, nécessaires à la compréhension.

Dieses Referenzwerk in drei handlichen Bänden bietet einen detaillierten Überblick über Anwendungen der Nanotechnologie im Bereich Nachhaltigkeit in der Energieversorgung. Der erste Band dieses klar strukturierten Nachschlagewerks behandelt nach der Einleitung die Themen Energieerzeugung, erneuerbare Energien, Energiespeicherung, Energieverteilung sowie Energieumwandlung und Energy-Harvesting. Im zweiten Band werden auf Nanotechnologie basierte Materialen, Energieeinsparung und -management, technologische und urheberrechtlich relevante Fragen, Märkte und Umweltsanierung erörtert. Der dritte Band wirft einen Blick in die Zukunft, auf technologische Fortschritte und gibt Empfehlungen. Ein wichtiges Handbuch für alle Experten auf diesem Gebiet, von Forschern und Ingenieuren im wissenschaftlichen Bereich bis hin zu Entwicklern in der Industrie.

Dielectric Polymer Nanocomposites provides the first in-depth discussion of nano-dielectrics, an emerging and fast moving topic in electrical insulation. The text begins with an overview of the background, principles and promise of nanodielectrics, followed by a discussion of the processing of nanocomposites and then proceeds with special considerations of clay based processes, mechanical, thermal and electric properties and surface properties as well as erosion resistance. Carbon nanotubes are discussed as a means of creation of non linear conductivity, the text concludes with a industrial applications perspective.