CEMHTI - Conditions Extrêmes et Matériaux : Haute Température et Irradiation
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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 / Web Pages... / List of Publications...

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2018 A.Rakhmatullin, I.Polovov, D.Maltsev, M.Allix, V.Volkovich, A.Chukin, M.Boca, C.Bessada
A combined approach for the structural characterization of alkali fluoroscandates: solid state NMR, powder diffraction and DFT calculations
Inorg. Chem. 57 1184–1195 (2018) [view,doi]

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


IdNametelStatusGroupSite
HyperLink   Ludivine Afonso de Araujo   Thèse - PhD CIFRE Renault Group... HT
HyperLink   Catherine Bessada [+33]238 25 55 09 Directeur de Recherche Group... HT
HyperLink   Michaël Deschamps [+33]238 25 56 86 Professeur Group... HT
HyperLink   Charles-Emmanuel Dutoit [+33]238 25 56 70 Chercheur CDD ANR Osiris Group... HT
HyperLink   Kelly Machado [+33]238 25 76 79 PostDoc RTA Group... HT
HyperLink   Pierre Alexandre Martin [+33]238 25 56 87 Thèse - PhD Région/Delkin (AU) Group... HT
HyperLink   Ghenima Oukali [+33]238 25 56 87 Thèse - PhD RS2E Group... HT
HyperLink   Aydar Rakhmatullin [+33]238 25 55 12 Ingénieur de Recherche Group... HT
HyperLink   Elodie Salager [+33]238 25 55 12 Chargé de Recherche Group... HT
HyperLink   Vincent Sarou-Kanian [+33]238 25 76 82 Ingénieur de Recherche Group... HT
HyperLink   Didier Zanghi [+33]238 25 76 87 Ingénieur de Recherche Group... HT

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ACL

doi  
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

 
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
Article

doi  
A.Rakhmatullin, I.Polovov, D.Maltsev, M.Allix, V.Volkovich, A.Chukin, M.Boca, C.Bessada
"A combined approach for the structural characterization of alkali fluoroscandates: solid state NMR, powder diffraction and DFT calculations"
Inorganic Chemistry 57 1184–1195 2018
ACL

doi  
Aydar Rakhmatullin, Miroslav Boča, Jarmila Mlynarikova, Eva Hadzimova, Zuzana Vaskova, Zuzana Netriová, Ilya Polovov, Matej Micusik
"Solid state NMR and XPS of ternary fluorido-zirconates of various coordination modes"
Journal of Fluorine Chemistry 208 24-35 2018
ACL

doi HAL 
Eddy Dib, Tzonka Mineva, Emmanuel Veron, Vincent Sarou-Kanian, Franck Fayon, Bruno Alonso
"ZSM-5 Zeolite: Complete Al Bond Connectivity and Implications on Structure Formation from Solid-State NMR and Quantum Chemistry Calculations"
Journal of Physical Chemistry Letters 9 19-24 2018
Article

doi  
M.Kontrík, F.Šimko, D.Galusková, M.Nosko, V.Bizovská, M.Hičák, D.Galusek, A.Rakhmatullin, M.Korenko
"A corrosion mechanism of titanium diboride in KF−AlF3−Al2O3 melt"
Journal of the European Ceramic Society 38 1143-1151 2017
ACL

doi  
F.Simko, A.Rakhmatullin, P.Florian, M.Kontrík, M.Korenko, Z.Netriová, V.Danielik, C.Bessada
"(Oxo)(Fluoro)‒Aluminates in KF‒Al2O3 System: Thermal Stability and Structural Correlation"
Inorganic Chemistry 56 (21) 13349–13359 2017
ACL

doi  
A.Grenier, A.G.Porras-Gutierrez, M.Body, C.Legein, F.Chretien, E.Raymundo-Pinero, M.Dolle, H.Groult, D.Dambournet
"Solid Fluoride Electrolytes and Their Composite with Carbon: Issues and Challenges for Rechargeable Solid State Fluoride-Ion Batteries"
Journal of Physical Chemistry C 121 24962-24970 2017
ACL

doi HAL 
Eddy Dib, Tzonka Mineva, Philippe Gaveau, Emmanuel Véron, Vincent Sarou-Kanian, Franck Fayon, Bruno Alonso
"Probing Disorder in Al-ZSM-5 Zeolites by 14N NMR Spectroscopy"
Journal of Physical Chemistry C 121 15831–15841 2017
ACL

doi  
L.C.Loaiza, E.Salager, N.Louvain, A.Boulaoued, A.Iadecola, P.Johansson, L.Stievano, V.Seznec, L.Monconduit
"Understanding the lithiation/delithiation mechanism of Si1-xGex alloys"
Journal of Materials Chemistry A 5 12462-12473 2017
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