Conditions Extrêmes et Matériaux : Haute Température et Irradiation
CEMHTI - UPR3079 CNRS

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Membres du Thème - Members

HyperLink   L. Afonso de Araujo PhD st.
HyperLink   C. Bessada PI
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Structure et Dynamique : Matériaux pour l'Energie et Sels Fondus
Structure and Dynamics : Materials for Energy and Molten Salts

Responsable : Michaël Deschamps / List of Publications...

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2016 Kelly Machado, Didier Zanghi, Vincent Sarou-Kanian, Sylvian Cadars, Mario Burbano, Mathieu Salanne, Catherine Bessada
'Approach of the Molten Salt Chemistry for Aluminium Production: High Temperature NMR Measurements, Molecular Dynamics and DFT Calculations'
Advances in Molten Slags, Fluxes, and Salts: Proceedings of the 10th International Conference on Molten Slags, Fluxes and Salts 2016 799-805 (2016) doi:10.1007/978-3-319-48769-4_85


L'équipe a acquis un savoir-faire unique dans le domaine de la RMN à haute température, qui est par ailleurs un des rares outils capables de sonder la structure et la dynamique des milieux  fondus à hautes températures (jusqu’à 1500°C).

L’étude par RMN in situ de milieux sels fondus, corrosifs, volatiles et hygroscopiques est réalisée en creusets étanches et inertes, chauffés par laser CO2. Cette instrumentation est unique à l’échelle internationale et nous permet de décrire la structure des bains fondus en identifiant les espèces en présence formées selon l’influence de différents paramètres environnementaux ou en mesurant le coefficient de diffusion des espèces mobiles.

Nos résultats sont confrontés aux données expérimentales obtenues par électrochimie ou par EXAFS in situ. Les études de milieux à haute température par RMN sont aujourd’hui efficacement complétées par la dynamique moléculaire et par le calcul ab initio de paramètres RMN permettant d’interpréter les variations de déplacements chimiques ou de coefficients de diffusion observées lors de modifications de conditions expérimentales, ce qui est unique aujourd’hui dans le monde.

Applications:

électrolyse de l’aluminium, fluorures d’intérêt nucléaire (pour le retraitement des déchets par voie pyrochimique, en tant que fluides caloporteurs ou bien dans le cadre d’un réacteur à sels fondus, un des concepts proposés pour les réacteurs de Génération IV, électrolytes solides pour batteries ou SOFC.

Matériaux pour le stockage de l'énergie

L'équipe s'intéresse à la caractérisation de matériaux de batteries et supercondensateurs (ordre/désordre, défauts, mobilité ionique...) et à l'étude des mécanismes de charge et décharge par RMN in situ & operando. La RMN apporte une information complémentaire des autres spectroscopies ou techniques de diffraction sur l'environnement et la mobilité des atomes porteurs de spins.

L'utilisation de gradients de champs pulsés permet de mesurer la diffusion des molécules des électrolytes dans des électrodes modèles ou de localiser le signal émis par une partie de l'électrode en condition operando avec une résolution de 100 micromètres dans les batteries.


Imagerie spectroscopique du 7Li dans une batterie LCO-LTO



Publications des membres | member's publications
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ACL

 
D.J.Srivastava, J.H.Baltisberger, P.Florian, F.Fayon, R.A.Shakhovoy, M.Deschamps, N.Sadiki, P.J.Grandinetti
"Bond Angle Distribution in Silica Glass from 2D J-Resolved Spectroscopy"
Physical Review B in press
ACL

doi HAL 
B.Huitorel, H.El Moll, R.Utrera-Melero, M.Cordier, A.Fargues, A.Garcia, F.Massuyeau, C.Martineau-Corcos, F.Fayon, A.Rakhmatullin, S.Kahlal, J.-Y.Saillard, T.Gacoin, S.Perruchas
"Evaluation of ligands effect on the photophysical properties of copper iodide clusters"
Inorganic Chemistry 57 4328-4339 2018

ACL

doi  
K.Machado, D.Zanghi, M.Salanne, V.Stabrowski, C.Bessada
"Anionic Structure in Molten Cryolite–Alumina Systems"
Journal of Physical Chemistry C 2018
ACL

doi  
Aïmen E.Gheribi, Kelly Machado, Didier Zanghi, Catherine Bessada, Mathieu Salanne, Patrice Chartrand
"On the determination of ion transport numbers in molten salts using molecular dynamics"
Electrochimica Acta 274 266–273 2018

ACL

doi  
L.T.Zhang, D.Dambournet, A.Iadecola, D.Batuk, O.J.Borkiewicz, K.M.Wiaderek, E.Salager, M.H.Shao, G.H.Chen, J.M.Tarascon
"Origin of the High Capacity Manganese-Based Oxyfluoride Electrodes for Rechargeable Batteries"
Chemistry of Materials 30 5362-5372 2018

Cours

 
M.Deschamps
"Diffraction des Rayons X"
Cours L3- Diffraction des Rayons X 2018
ACL

 
D.Chernysheva, C.Vlaic, I.Leontyev, L.Pudova, S.Ivanov, M.Allix, A.Rakhmatullin, O.Maslova, A.Bund, N.Smirnova
"Synthesis of Co3O4/CoOOH via electrochemical dispersion using a pulse alternating current method for lithium-ion batteries and supercapacitors"
Solid State Sciences submitted 2018
ACL

 
B.Huitorel, H.El Moll, R.Utrera-Melero, M.Cordier, A.Fargues, A.Garcia, F.Massuyeau, C.Martineau-Corcos, F.Fayon, A.Rakhmatullin, S.Kahlal, JY.Saillard, T.Gacoin, S.Perruchas
"Luminescence Vapochromism of a Dynamic Copper Iodide Molecular Cage"
Chemistry-A European Journal submitted 2018
ACL

 
F.Šimko, A.Rakhmatullin, E.Veron, M.Allix, P.Florian, M.Kontrík, Z.Netriová, M.Korenko, V.Kavečanský, C.Bessada
"Oxo‒ and (Oxo)(Fluoro)‒Aluminates in RbF‒Al2O3 System: Synthesis and Structural Characterization"
Inorganic Chemistry submitted 2018
ACL

 
J.Dabachi, M.Body, J.Dittmer, A.Rakhmatullin, F.Fayon, C.Legein
"Insight into the factors influencing NMR parameters in crystalline materials from the KF-YF3 binary system"
Dalton Transactions submitted 2018
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