Séminaires

Les séminaires ont lieu de préférence le jeudi à 14h en salle CORIOLIS (salle n°- 001Jaune RDC bas)

Jeudi 20 septembre 2018 - 14h
Nathalie FICK

Directrice de la DRIE

Que peut faire la DRIE (Direction des Relations Internationales et Européennes) pour accompagner le LEMTA dans ses actions internationales ?

Présentation de la DRIE
Présentation de Welcome@Lorraine

Jeudi 6 décembre 2018 - 14h
Pierre-Louis TABERNA

CR CNRS

CIRIMAT - UMR 5085, Université Toulouse III

Invité Par Olivier LOTTIN

Figure 1:Variation de masse d’une électrode de carbone nanoporeux – diamètre moyen de pore de 0,65 nm – en fonction de la charge injectée. Mesure effectuée dans électrolyte liquide ionique, 1-Ethyl-3-Methyl-Imidazolium bis(trifluoromethane-sulfonyl)imide, par microbalance à quartz électrochimique.

Étude des mécanismes d'adsorption / transfert ionique dans des électrodes de carbone nanoporeux : application aux supercondensateurs

La recherche sur la conception d'électrolytes de type liquides ioniques (IL) pour les applications de supercondensateurs a connu un engouement considérable au cours des dernières années. Contrairement aux batteries Li, où la composition de l'électrolyte et la stabilité doivent répondre à plusieurs exigences (formation de SEI, cinétique électrochimique), l’utilisation de liquides ioniques dans les supercondensateurs ouvre des perspectives intéressantes, en particulier grâce à leur importante stabilité électrochimique. Cet exposé présentera d'abord les résultats de l'étude expérimentale de l'effet de confinement des ions sur les caractérisations électrochimiques des carbones nanoporeux. Il sera démontré que les liquides ioniques peuvent être efficacement utilisés comme électrolytes modèles en permettant d’aller plus loin dans la compréhension des interactions électrolyte / carbone dans les pores confinés. Dans une seconde partie, il sera présenté des résultats sur la préparation de films autosupportés de carbone nanoporeux, dotés de propriétés électrochimiques et mécaniques remarquables, pouvant être utilisés pour le développement de micro-supercondensateurs flexibles de haute densité énergétique.

Références :
[1] P. Simon and Y. Gogotsi, Nature Materials, 7 (2008) 845-854
[2] W.-Y. Tsai et al. JACS 8722−8728 (2014)
[3] J. Griffin et al, Nature Materials, June 22nd 2015 (doi: 10.1038/nmat4318)

Jeudi 7 février 2019 - 14h
Laurent GONON

Laboratoire SyMMES

Université Grenoble Alpes - CEA

Invité par Olivier LOTTIN

Figure 1: coupe transversale d’une membrane polymère par cryo-ultramicrotomie sans enrobage d'époxy. Obtention d’un bloc permettant des analyses AFM/Raman + SEM et de sections ultraminces pour des analyses TEM

Figure 2: structure interne d’une membrane hybride sPEEK/phase sol-gel observée par AFM (image de module : EsPEEK>ESG) – Image de 1x1µm

Couplage AFM-Raman : co-localisation d’informations mécanique et chimique pour une meilleure compréhension de la relation structure/propriétés/performances des matériaux

Comprendre et modéliser les lois d’évolution des propriétés chimiques et physiques des matériaux implique une co-localisation d’un maximum d’informations, chimique et physique mais aussi morphologique et ce, si possible à l’échelle des hétérogénéités et des interphases induites par la chimie du matériau (copolymères blocs, mélange de polymères, matériau composite), mais aussi par le procédé de mise en œuvre (injection, coulée évaporation…) ou encore les conditions d’usage (adsorption/désorption d’un additif, vieillissement …). Cela est encore plus vrai dans le cas de films minces (<100µm) qui peuvent présenter des profils de propriétés très importants entre la surface et le cœur du film. Trois techniques complémentaires répondent à ces attentes : la microscopie à force atomique (AFM), la microspectrométrie Raman et la diffusion des rayons X et des neutrons aux petits angles (SAXS,SANS). Nous avons mis au point un couplage AFM/Raman permettant une co-localisation des informations morphologiques, physiques et chimiques obtenues à l’échelle nano/micrométrique et ainsi une analyse très fine de la relation structure/propriétés/durabilité des matériaux. Pour que ces analyses puissent être réalisées au cœur de la matière, il est nécessaire d’ouvrir proprement (i.e. sans induire de déformation plastique sur le faciès de rupture ou créer une rupture induite par les hétérogénéités du matériau) le matériau à étudier ce qui s’avère problématique dans le cas de film minces. Par conséquent, un focus sera fait sur les techniques de préparation d’échantillon (Figure 1) et plus particulièrement la technique de cryo-ultramicrotomie que nous avons adaptée pour ouvrir des membranes très minces (typiquement 30 μm d'épaisseur) sans aucun enrobage époxy et pourtant suffisamment maintenues pour permettre des analyses AFM. Cette technique permet par ailleurs des analyses complémentaires par microscopie électronique (SEM, TEM). Les analyses SAXS/SANS permettent quant à elles une analyse complémentaire fine (moyennée/volumique) de la morphologie sub-nanométrique des matériaux.
La méthodologie développée sera illustrée par l’étude de trois systèmes différents : un mélange non miscible PE/PS (film ultramince en surface d’un substrat silicium), des membranes hybrides constituées d’une matrice polymère de type poly(éther-éther-cétone sulfoné) (sPEEK) et d’une phase inorganique chimiquement active préparée par chimie Sol-Gel (SG) (Figure 2) et enfin des copolymères à bloc de type PS(TFSI-Li+)-PEO-PS(TFSI-Li+) utilisés comme électrolytes solides pour les batteries lithium.