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

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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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2018 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'
Phys. Chem. Chem. Phys. 20 13357-13364 (2018) doi:10.1039/c8cp00911b


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

doi HAL 
G.Oukali, E.Salager, M.R.Ammar, C.E.Dutoit, V.Sarou-Kanian, P.Simon, E.Raymundo-Pinero, M.Deschamps
"In Situ Magnetic Resonance Imaging of a Complete Supercapacitor Giving Additional Insight on the Role of Nanopore"
ACS Nano 13 12810-12815 2019

These

 
Sacris Jeru Tambio
"Evaluation of electrochemical performance of lithium-ion batteries and measurements of their transport properties by high-field NMR"
These Ecole Doctorale Matière, Molécules, Matériaux 1-196 2019
These

 
Ghenima Oukali
"Étude par résonance magnétique nucléaire du transfert des ions lors de la charge et la décharge de supercondensateurs"
These Thèse de l'EDMSTU 1-165 2019
ACL

doi HAL 
Chaudoy Victor, Jacquemin Johan, Tran-Van François, Deschamps Michaël, Ghamouss Fouad
"Effect of mixed anions on the transport properties and performance of an ionic liquid-based electrolyte for lithium-ion batteries"
Pure and Applied Chemistry 91 1361 2019
ACL

doi HAL 
A.B.Kuriganova, N.A.Faddeev, I.N.Leontyev, M.Allix, A.Rakhmatullin, N.V.Smirnova
"New Electrochemical Approach for the Synthesis of Pd‐PdO/C Electrocatalyst and Application to Formic Acid Electrooxidation"
Chemistry Select 4 8390–8393 2019

ACL

doi HAL 
Aïmen E.Gheribi, Alessandra Serva, Mathieu Salanne, Kelly Machado, Didier Zanghi, Catherine Bessada, Patrice Chartrand
"Study of the Partial Charge Transport Properties in the Molten Alumina via Molecular Dynamics"
ACS Omega 4 8022-8030 2019

ACL

doi HAL 
L.Martel, A.Rakhmatullin, J.Baldoví, M.Perfetti, K.Popa, M.Deschamps, T.Gouder, E.Colineau, A.Kovács, J.-C.Griveau
"Local Structure and Magnetism of the LaxEu1-xPO4 Solid-Solutions"
Physical Review B 100 054412 2019
ACL

doi HAL 
M.Boča, Z.Netriová, A.Rakhmatullin, Z.Vaskova, E.Hadzimová, Ľ.Smrčok, O.Hanzel, B.Kubikova
"The differing responses of various techniques in measuring the phase transformations of K2ZrF6"
Journal of Molecular Liquids 287 110969 2019
ACL

doi HAL 
P.E.Pearce, C.Yang, A.Iadecola, J.Rodriguez Carvajal, G.Rousse, D.Giaume, M.Deschamps, J.M.Tarascon, A.Grimaud
"Revealing the reactivity of the Iridium trioxide intermediate for the oxygen evolution reaction in acidic media"
Chemistry of Materials 31 5845-5855 2019

ACL

 
Y.Charles-Blin, D.Flahaut, J.-B.Ledeuil, K.Guerin, M.Dubois, M.Deschamps, A.-M.Perbost, L.Monconduit, H.Martinez, N.Louvain
"Atomic Layer Fluorination of Li4Ti5O12 Surface: a multi-probing survey"
ACS Applied Energy Materials 2(9) 6681-6692 2019

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