Caractérisation de matériaux pour l'énergie / Characterization of materials for energy
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Caractérisation de matériaux pour l'énergie / Characterization of materials for energy

Cartographies de la concentration en hydrogène dans un échantillon de gaine de combustible nucléaire Zy4.

Les différentes filières énergétiques, telles que l'énergie nucléaire ou encore les nouvelles technologies autour de l'hydrogène, vecteur énergétique, ou le photovoltaïque, demandent des matériaux adaptés, dont il faut tester la durabilité et la fiabilité. L'étude de ces nouveaux matériaux demande de connaitre la composition chimique et la distribution des éléments associés au sein des échantillons.

Très peu de techniques permettent cependant la mesure des concentrations absolue en éléments légers dans les matériaux. La microsonde nucléaire est un instrument qui permet ce type de caractérisation, support indispensable d'une recherche sur les matériaux, utilisée et proposée à la communauté par le NIMBE/LEEL.


The different energy systems, such as nuclear energy or new technologies around hydrogen energy carrier, or photovoltaics, require suitable materials, which durability and reliability must be tested. The study of these new materials requires a precise analysis of their chemical composition and distribution of elements.

However, very few techniques allow measurement of absolute concentrations of light elements in materials. The nuclear microprobe is one of them, a central analytical technique used and proposed to the community by the NIMBE/LEEL team.

 
#1882 - Màj : 03/11/2016
Domaines Techniques
La microsonde nucléaire est un outil d’analyse non destructif permettant la caractérisation élémentaire d’échantillons de nature solide de provenances très diverses, et ce à l’échelle du micromètre : interfaces et grains de matériaux de synthèse, monocouches cellulaires, inclusions dans des échantillons géologiques terrestres et extra-terrestres… L'accès à l'appareil se fait par "demande d'expérience soumise à expertise et évaluation par un comité".

CASIMIR : Chambre d'Analyse de Surfaces et Interfaces des Matériaux IRradiants

Analyse par faisceaux d'ions : la microsonde nucléaire
Faits marquants scientifiques

L'électrification automobile et le stockage des énergies renouvelables sont aujourd'hui dominés par la technologie des batteries Li-ion, qui dépend de ressources comme le lithium, le graphite, le cuivre et certains métaux de transition disponibles en quantités limitées et/ou géographiquement inégalement répartis. Des nouvelles technologies de batterie basées sur d’autres ions alcalins ou alcalino-terreux avec des ressources quasi illimitées peuvent au long terme partiellement remplacer les batteries Li-ion pour certaines applications. Les batteries magnésium-ion sont l'une de ces technologies alternatives, en raison de la forte abondance du magnésium et des fortes capacités volumétrique et gravimétrique qui peuvent être atteintes.

Dans la lignée de premiers travaux sur le composé InSb, une équipe de l’IRAMIS a développé un nouveau matériau d’électrode négative pour les batteries Mg-ion basé sur le composé In-Pb. La combinaison synergique des éléments électro-actifs In et Pb influence les mécanismes de réaction et la structure (amorphe/cristallin) des produits formés lors de la réaction avec le Mg. Ceci favorise une capacité élevée, mais est par la suite préjudiciable à la réversibilité du matériau. Ces résultats illustrent l'influence des processus d'amorphisation et de cristallisation des électrodes sur les performances électrochimiques des batteries.

 

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