Au sein du Laboratoire d’Étude des Éléments Légers (LEEL), les thèmes de recherche portent sur le comportement des éléments légers dans les matériaux pour l’énergie. Les activités vont de la synthèse des matériaux aux caractérisations, dont celles obtenues avec l’outil spécifique du laboratoire, la microsonde nucléaire, un instrument particulièrement adapté au suivi des éléments légers.
Notre objectif est d’acquérir des connaissances fondamentales sur les matériaux émergents utilisés, ou envisagés, pour les sources d’énergie à faible empreinte carbone, comme les accumulateurs électrochimiques post-Li-ion et les matériaux nucléaires.
Au sein du LEEL, nous avons accès à diverses méthodes de synthèse physico-chimique, de la chimie en solution à la voie gazeuse innovante, permettant virtuellement la synthèse de n’importe quel matériau avec une stœchiométrie et une taille contrôlées.
Nous synthétisons de nouveaux matériaux pour des électrodes à haute performance ou des électrolytes à l’état solide pour les batteries post-Li-ion. Nous explorons également des électrolytes liquides innovants tels que l’eau dans le type de lamelles, et menons diverses études électrochimiques sur des assemblages ainsi que des études de vieillissement accéléré par radiolyse (en collaboration avec le laboratoire LIONS).
La microsonde nucléaire, hébergée dans le laboratoire LEEL, est principalement utilisée pour nos sujets de recherche. Elle est basée sur la spectroscopie des espèces émises (photons, particules) suite à l’interaction d’un faisceau d’ions légers énergétiques avec les échantillons étudiés. Les processus de diffusion et de transport, de précipitation et de ségrégation des éléments légers peuvent être appréhendés localement à l’aide de réactions nucléaires judicieusement choisies, que ce soit en utilisant des traceurs isotopiques ou en mesurant directement l’élément recherché. Nous pouvons donc caractériser chimiquement des matériaux ou des assemblages préparés, et également étendre les études en développant des configurations pour le contrôle operando.
L’installation de microsonde nucléaire présente également une caractéristique unique puisqu’elle est équipée d’une ligne de faisceau chaude consacrée aux échantillons radioactifs. Nous fournissons donc une expertise analytique pour des matériaux tels que les gaines de combustible nucléaire fortement irradiantes.
Dans le cadre de l’infrastructure de recherche d’EMIR& A, nous fournissons également une expertise et contribuons à des collaborations scientifiques pour divers domaines de recherche et groupes nécessitant des expériences à la microsonde nucléaire.