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batterie aqueuseCalphadcapture du CO2défautsdépollution de l'airdétermination de structurediagrammes de phasesintermétalliquesmatériaux d'insertionmatériaux nanostructurés massifsmatériaux par conceptionméthode des variations de clustermicrostructuresphoto-électrochimieréactivité métal-hydrogènespectroscopie Ramanstockage électrochimiquestockage H2théorie de la fonctionnelle de la densitéthermoélectricitétransport électronique et thermiquevieillissement

M2I

Métallurgie et Matériaux Inorganiques

Le département « Métallurgie et Matériaux Inorganiques » (M2I) mène des recherches sur la conception, la modélisation et l’élaboration de nouveaux matériaux dans les domaines de l’énergie, des transports et de l’environnement. Grâce à une expertise reconnue en chimie du solide, en métallurgie et science des matériaux, cette recherche parvient à une compréhension approfondie des relations entre structures, microstructures et propriétés physiques / mécaniques / électrochimiques des matériaux d’étude. Les applications visées concernent l’aéronautique, les batteries, le stockage de l’hydrogène, la conversion thermoélectrique ou magnéto-calorique de l’énergie, ou encore la dépollution photo/électro-catalytique, dans un contexte de réduction de l’empreinte carbone et respect des ressources naturelles. Il est évident que ces objectifs sont en très forte adéquation avec ceux du DIM MaTerRE. Ainsi, une recherche sur un procédé de recyclage de l’aluminium économe en CO₂, en collaboration avec l’IRCP, a été financée en 2022 par le DIM. Le département M2I mène aussi une activité très soutenue dans le domaine du stockage électrochimique de l’énergie : (i) batteries aqueuses rechargeables au zinc ; (ii) batteries nickel – métal – hydrure. De même, le stockage de l’hydrogène sous forme d’hydrures de matériaux massifs métalliques ou de nanomatériaux hybrides et composites constitue un axe thématique internationalement reconnu. Enfin, la conversion thermoélectrique grâce à de nouveaux matériaux architecturés et la conversion photo–électrochimique du CO₂ en gaz à haute valeur énergétique sont deux activités de recherche en plein essor. Toutes ces thématiques bénéficient du support de calculs semi-empiriques, premiers principes (DFT) ou de type « machine learning ». Elles font aussi appel à des caractérisations structurales ou microstructurales avancées telles que l’absorption / diffraction des rayons X sur synchrotron et la diffraction des neutrons, complémentées par des techniques de spectroscopie in situ.

Membres

ALLENO Eric

BADDOUR-HADJEAN Rita

BARRETEAU Céline

BASTIDE Stéphane

CRIVELLO Jean-Claude

CUEVAS Fermin

DUBOT Pierre

EMERY Nicolas

JOUBERT Jean-Marc

LAURENT-BROCQ Mathilde

PAUL-BONCOUR Valérie

PEREIRA-RAMOS Jean-Pierre

RUSSIER Vincent

TORRALBA-PEÑALVER Encarnación

ZLOTEA Claudia

BESSAIS Lotfi

CACHET-VIVIER Christine

COUZINIE Jean-Philippe

GUILLOT Ivan

LAÏK Barbara

MATEOS Mickaël

MONNIER Judith

MOSCOVICI Jacques

MOURY Romain

MULLER-BOUVET Diane

PROVOST Karine

SANTOS-PENA Jesús

ZEHANI Karim

Plateformes et équipement

Publications

LILENSTEN L. et LAURENT-BROCQ M., « Vers une amélioration du recyclage des métaux et alliages métalliques » in « Les matériaux, au coeur des enjeux stratégiques Post covid« , p.24-30, Société Française de Métallurgie et de Matériaux (SF2M) (Eds), France, (2021).
BATYRBEKULY D., LAÏK B., PEREIRA-RAMOS J.-P., BAKENOV Z. et BADDOUR-HADJEAN R., « A porous puckered V₂O₅ polymorph as new high performance cathode material for aqueous rechargeable zinc batteries« , Journal of Energy Chemistry, 61, (2021) 459-468
BARALE J., DEMATTEIS E.M., CAPURSO G., NEUMAN B., DELEDDA S., RIZZI P., CUEVAS F. et BARICCO M., « TiFe_0.85Mn_0.05 alloy produced at industrial level for a hydrogen storage plant« , International Journal of Hydrogen Energy, 47, (2022) 29866-29880
BOUZIDI A., LAVERSENNE L., NASSIF V., ELKAIM E. et ZLOTEA C., « Hydrogen storage properties of a new Ti-V-Cr-Zr-Nb high entropy alloy« , Hydrogen, 3, (2022) 270-284
DIACK-RASSELIO A., ROULEAU O., COULOMB L., GEORGETON L., BEAUDHUIN M., CRIVELLO J.C. et ALLENO E., « Influence of self-substitution on the thermoelectric Fe₂VAl Heusler alloy« , Journal of Alloys and Compounds, 920, (2022) 166037
TORRALBA E., BLANCHARD N., CACHET-VIVIER C., MULLER-BOUVET D., GONZALEZ J., BASTIDE S, “Electrochemical study of carbon dioxide reduction at copper–palladium nanoparticles: Influence of the bimetallic composition in the CO poisoning tolerance”, Electrochimica Acta 354, (2020) 136739
DOTTOR M., CRIVELLO J.-C. et JOUBERT J.-M., « Thermodynamic modeling of Cr and Cr–H systems up to high temperatures and high pressures« , International Journal of Hydrogen Energy, 47, (2022) 23293-23309

MODELGUIDE

Modélisation multi-échelle des processus électriques et électrochimiques dans les photocathodes de diffusion de gaz pour une conversion avancée du CO2