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Laboratoire de Réactivité et Chimie des Solides (LRCS)

Unité de recherche - UMR CNRS/UPJV 7314

Description

Les chercheurs et enseignants-chercheurs du CNRS et de l’UPJV sont des spécialistes de la synthèse des matériaux, de l’électrochimie, de la chimie organique, de la formulation, de la modélisation multi-échelles.

Laboratoire de recherche fondamentale d’excellence, le LRCS souhaite enfin faciliter le transfert technologique de la recherche vers
l’industrie via l’accueil et l’animation des plateformes de pré-transfert du RS2E (prototypage batteries 18650, sécurité, upscale de la synthèse de matériaux).
L'Unité travaille donc étroitement avec les industriels pour éventuellement transférer nos découvertes et peut-être vous en faire bénéficier au quotidien.

Contacts

  • Mathieu MORCRETTE
    Directeur
  • Anne CHARBONNIER
    Secrétariat

Informations

15 rue Baudelocque
80039 AMIENS

https://www.lrcs.u-picardie.fr/

Laboratoire de Réactivité et Chimie des Solides

Effectif

Effectif total : 84

Personnel de recherche : 57

Personnel d'appui à la recherche : 4

Expertises

Compétences

Le LRCS est structuré autour de 5 thématiques. Elles permettent de développer des recherches d'excellence de l'atome au prototype pré-industriel, des batteries Li-ion aux cellules à colorant.
Les 5 thématiques de recherche sont les suivantes :

1. Synthèses, surfaces, interfaces :
• Approches bio-assistées pour la synthèse et la texturation des électrodes,
• Mesures électrochimiques des énergies de surface et cellules de mesure,
• Nano-confinement de matériaux de stockage de H2 et de matériaux d’électrodes, électrosynthèse (électrodépôt) de matériaux d’électrodes pour batteries 3D,
• Amélioration des interfaces matière active/collecteur, compréhension des mécanismes (électro)chimiques

2. Cristallochimie et recherche de nouveaux matériaux inorganiques :
• Nouveaux matériaux pour le Stockage de l’hydrogène,
• Recherche et compréhension des mécanismes de réactivité électrochimique de nouveaux fluoro et oxyphosphates d’éléments de transition (V, Fe, Ti),
• Synthèse et évaluation de nouvelles structures polyanioniques : silicates, phosphates, sulphates,
• Conducteurs ioniques et électrodes inorganiques pour dispositifs électrochimiques « tout-solide »,
• Matériaux d’électrodes positives pour batteries Na-Ion

3. Matériaux organiques, hybrides et polymères pour l'énergie :
• Nouveaux matériaux organiques d’électrodes pour les batteries organiques,
• Modélisation des systèmes organiques moléculaires et organisés,
• Développement d’électrolytes et liants polymères pour les batteries Li-ion,
• Systèmes hybrides organique-inorganique

4. Électrochimie et optimisation des dispositifs pour le stockage électrochimique :
• Réactivité électrochimique d’hydrures vis-à-vis du lithium : étude des mécanismes de conversion,
• Systèmes tout solide,
• Nouveaux systèmes Redox Flow,
• Modification des électrodes négatives à base de lithium métal,
• Optimisation des électrodes à base de silicium,
• Optimisation et vieillissement des électrodes positives industrielles, Batteries 3D, Electrodes épaisses, Electrolytes liquides pour batteries Li-ion et Na-ion (dégradation, formulation, sécurité).

5. Photo-électrochimie et dispositifs photovoltaïques :
• Compréhension des mécanismes de dégradation dans les cellules à colorant et développement d’une nouvelle génération de molécules plus stables et plus performantes,
• Développement de sensibilisateurs pour la conversion du proche IR,
• Electrodes bi-fonctionnelles combinant conversion et stockage de l’énergie pour batteries photo-rechargeables,
• Cellules à base de structures Pérovskites,
• Photocatalyse.

Exemple(s) de projets

1. H20202 IMPRESSIVE (2019-2022) : 🡭
L’objectif est de développer des systèmes tandem hautement performant exploitant la conversion sélective de la partie UV (<450nm) et la partie NIR (>700nm) du spectre solaire grâce à l’association cellules pérovskites et colorant permettant d’attendre jusqu’à 14% de rendement, une transmittance supérieure à 75 % et une durée de vie de 25 ans

2. H2020 : BIG MAP (2020-2023) : 🡭
Le projet BIG MAP cible le développement d’une intelligence artificielle capable de prédire et d’optimiser les interphases électrolyte/solide dans les batteries aux ions lithium.

3. H2020 : SONAR (2020-2023) : 🡭
Le projet SONAR développe des outils de simulation pour identifier les matériaux électroactifs optimum pour les batteries redox flow à base d’électrolytes aqueux ou organiques.

4. ANR PRC DEOSS (2019-2023) : 🡭
Mise au point de batteries organiques utilisant des électrolytes solides. Le projet DEOSS vise le développement d’électrolytes solides à base de COF (Covalent Organic Framework) pour une application dans le domaine des batteries organiques en vue de contourner les problèmes récurrents liés à leur solubilité dans les électrolytes liquides traditionnels.

Exemple(s) de publications

1. Godeffroy, L., Aguilar, I., Médard, J., Larcher, D., Tarascon, J.-M., Kanoufi, F., Decoupling the Dynamics of Zinc Hydroxide Sulfate Precipitation/Dissolution in Aqueous Zn–MnO2 Batteries by Operando Optical Microscopy: A Missing Piece of the Mechanistic Puzzle. Adv. Energy Mater. 2022, 2200722. 🡭

2. Ana Cristina Martinez, Walid Dachraoui, Rajesh Murugesan, Emmanuel Baudrin, Arnaud Demortière, Matthieu Becuwe,
Surface modification of LiFePO4 nanoparticles through an organic/inorganic hybrid approach and its impact on electrochemical properties,Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects,Volume 645, 2022, 128952, ISSN 0927-7757, 🡭

3. An Asymmetric Sodium Extraction/Insertion Mechanism for the Fe/V-Mixed NASICON Na4FeV(PO4)3
Sunkyu Park, Jean-Noël Chotard, Dany Carlier, Iona Moog, Mathieu Duttine, François Fauth, Antonella Iadecola, Laurence Croguennec, and Christian Masquelier
Chemistry of Materials 2022 34 (9), 4142-4152 , 🡭

4. Mathematical Modeling of Energy-Dense NMC Electrodes: I. Determination of Input Parameters
Tuan-Tu Nguyen et al 2022 J. Electrochem. Soc. 169 040546. 🡭

5. Scharf, J., Chouchane, M., Finegan, D.P. et al. Bridging nano- and microscale X-ray tomography for battery research by leveraging artificial intelligence. Nat. Nanotechnol. 17, 446–459 (2022). 🡭

Découvrez la liste complète des publications : 🡭

Collaborations/Partenaires/Clients privés

Renault, Safran, SAFT, Zodiac Aerospace, Total, Solvay, Mersen, Umicore, INERIS, Tiamat

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