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

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HyperLink   L. Afonso de Araujo PhD st.
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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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2017 C.Bessada, D.Zanghi, O.Pauvert, L.Maksoud, A.Gil-Martin, V.Sarou-Kanian, P.Melin, S.Brassamin, A.Nezu, H.Matsuura
High temperature EXAFS experiments in molten actinide fluorides: the challenge of a triple containment cell for radioactive and aggressive liquids
J. Nucl. Mater. 494 192-199 (2017) [view]


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



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ACL

 
R.E.Rojas-Hernandez, F.Rubio-Marcos, A.Serrano, A.Rakhmatullin, C.Bessada, J.F.Fernandez
"Unveiling the Role of the Hexagonal Polymorph on SrAl2O4-based Phosphors"
RSC Advances accepted 2018
ACL

 
A.A Kulbakov, A.B.Kuriganova, M.Allix, A.Rakhmatullin, N.V.Smirnova, O.A.Maslova, and I.N.Leontyev
"On the Evaluation of the Average Crystalline Size and Surface Area of Platinum Catalyst Nanoparticles using XRD data"
Physica Status Solidi B accepted 2018
ACL

doi  
F.Deschenes-Allard, C.Robelin, D.Zanghi, S.Bouvet, S.Ory, E.Veron, K.Machado, C.Bessada, P.Chartrand
"Experimental and thermodynamic Assessment of the fluoride-rich region in the Cu-O-F system."
Thermochimica Acta 663 194-214 2018
ACL

doi  
P.A.Martin, E.Salager, M.Forsyth, L.A.O'Dell, M.Deschamps
"On the Measurement of Intermolecular Heteronuclear Cross Relaxation Rates in Ionic Liquids"
Physical Chemistry Chemical Physics 20 13357-13364 2018
ACL

doi  
A.Perez, R.Beer, Z.Lin, E.Salager, P-L.Taberna, A.Abakumov, P.Simon, J-M.Tarascon
"Proton ion exchange reaction in Li3IrO4: a way to new H3+xIrO4 phases electrochemically active in both aqueous and non-aqueous electrolytes"
Advanced Energy Materials 8 1702855 2018
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.Perruchasa
"Evaluation of ligands effect on the photophysical properties of copper iodide clusters"
Inorganic Chemistry 57 4328-4339 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 HAL 
F.Strauss, G.Rousse, D.Batuk, M.Tang, E.Salager, G.Drazic, R.Dominko, J.M.Tarascon
"Electrochemical behavior of Bi4B2O9 towards lithium-reversible conversion reactions without nanosizing"
Physical Chemistry Chemical Physics 20 2330-2338 2018
ACL

doi  
A.Ulyankina, I.Leontyev, O.Maslova, M.Allix, A.Rakhmatullin, N.Nevzorova, R.Valeev, G.Yalovega, N.Smirnova
"Copper oxides for energy storage application: Novel pulse alternating current synthesis"
Materials Science in Semiconductor Processing 73 111-116 2018
ACL

doi  
A.Sani, P.A.Martin, R.Yunis, F.Chen, M.Forsyth, M.Deschamps, L.O'Dell
"Probing ionic liquid electrolyte structure in the glassy state by DNP NMR spectroscopy"
Journal of Physical Chemistry Letters 9 1007-1011 2018
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