• Chimie - Matériaux
  • Energie, Ecologie, Environnement
  • Ingénierie des systèmes complexes et logiciels

Laboratoire Structures, Propriétés, Modélisation des Solides (SPMS)/ Axe Matériaux Fonctionnels pour l'Energie

Équipe de Recherche

Description

Cet axe de recherche étudie et propose de nouveaux matériaux pour des applications énergétiques, plus spécifiquement pour le nucléaire et pour les technologies de l'hydrogène.
Il inclut le Laboratoire de Recherche Conventionné CARMEN (CentraleSupelec, CNRS et CEA) qui s'intéresse aux propriétés de matériaux céramiques à l'équilibre et hors équilibre thermodynamique. Cette équipe mixte étudie également l'influence des conditions d'élaboration sur les propriétés des matériaux et la dégradation de ces proriétés induite par le vieillissement en milieu extrême, de première importance pour les applications nucléaires.
Il comprend également une activité autour des matériaux et technologie de l'hydrogène dont l'objectif est de trouver les matériaux de rupture qui permettront un fonctionnement des piles à combustible à oxyde solide à plus basse température ou la production propre d'H2 par photolyse.
Une activité importante concerne la mesure des propriétés de transport (impédance, complexe, conductivité, relaxation) sous température et atmosphère contrôlées.

Contacts

  • M. Gianguido BALDINOZZI

Thématiques d'innovation

Laboratoire de rattachement

Plan et accès

Avenue Joliot Curie
91192 GIF-SUR-YVETTE

Nos domaines de recherche

Expertises

- céramiques denses et mésoporeuses
- détermination structurale/affinement de structure en incidence rasante
- caractérisation structurale des matériaux sur grands instruments (analyse Rietveld en incidence rasante, réflectométrie des rayons X, mesures de transports)
- mesures des propriétés de transport sous atmosphère (H2, O2, Ar, H20) et températures (Amb.-> 1500 K) contrôlées
- formulation de nouveaux matériaux oxydes
- modélisation de la conduction ionique (dynamique moléculaire, calculs DFT)

Secteurs d'applications

  • Autre marché
  • Energie
  • Matériaux (Métal, Verre, Céramique, Composite...)

Effectif total

Effectif total : 9
Nombre de chercheurs : 5
Nombre de doctorants : 4

Equipements ouverts à la collaboration

Académique :
Equipements de synthèse et traitement chimiques de matériaux :
- céramiques, nanopoudres : lyophilisateurs/broyeurs/
fours à calcination/fours de frittage (Spark Plasma Sintering)/presses
- couches minces, nanofils/tubes monocristaux :
bâtis d'ablation laser et de pulvérisation cathodique

Analyse structurale :
- diffraction des rayons X en très haute résolution (diffractomètre 2-cercles, diffractomètre sur anode tournante, équipements en température), microscopie (électronique MEB, à force atomique AFM, photoémission X-PEEM), spectroscopie (Raman, UV/visible)
Caractérisation :
- mesures électriques (nanoampèremètre, impédancemètre sous atmosphère contrôlée, conductivité...), mesures thermiques (microcalorimétrie, thermogravimétrie, analyse thermomécanique)
Modélisation : calculs DFT, Monte-Carlo, dynamique moléculaire

Mots clés

Nos résultats

Offre de valorisation

- mise au point de techniques d'affinement structuraux de données de diffraction en incidence rasante (collaboration avec les laboratoires de grands instruments tels que l'ILL, CIMAP à Caen, SOLEIL, LLB?)
- modélisation multi-échelles de matériaux pour le nucléaire et pour les technologies de l'hydrogène

Exemple(s) de travaux

- participation au LabEx Palm : https://www.labex-palm.fr/
- projet européen PROTON: développement de nouveaux matériaux cathode pour pile à combustible : http://www.mn.uio.no/smn/english/research/projects/physics/proton/
- mise au point des techniques d'affinements structuraux des données de diffraction en incidence rasante, la réflectométrie des Rayons X, les mesures de transport

Publications

Relations industrielles et scientifiques

Collaborations scientifiques

- France : ILL, l'ESRF, Soleil, UPMC, laboratoire de Radiolyse, Collège de France
- Europe : Université de Technologie de Clausthal (Allemagne), Université Nationale Technique d'Athènes, Université d'Oslo
- International : Université Fédérale de l'Oural (Russie), laboratoire national Oak Ridge

Collaborations privées

- collaboration avec un grand groupe

Écosystème

Etablissements de rattachement

CNRS
CentraleSupelec

Département(s) de recherche

  • Chimie
  • PHOM (Physique des ondes et de la matière)

Liens PIA

  • LabEx PALM
  • LabEx LASIPS
  • LabEx NanoSaclay