Électrochimie et corrosion

La perte progressive d’autonomie des batteries lithium-ion, utilisées dans nos téléphones portables et dans les véhicules électriques, est notamment liée à la formation d’une couche dite « Solid Electrolyte Interphase » (SEI) qui s’installe entre une des électrodes et l’électrolyte de la batterie. La formation de cette couche SEI (Figure 1) a été étudiée théoriquement dans le cadre de cette thèse, via la modélisation moléculaire, afin de comprendre ses aspects thermodynamiques et cinétiques. Le travail a d’abord consisté à établir une base de données des réactions chimiques impliquées en utilisant la DFT1 pour calculer les énergies de réaction et d’activation. Les simulations kMC2 ont ensuite révélé que des sels comme Li2CO3 et Li2O, issus de la dégradation de l'électrolyte, jouent un rôle crucial. Les simulations permettent également de prédire la perte de capacité de la batterie selon la composition initiale de la couche SEI (Figure 2) et suggèrent de considérer d'autres sels comme LiF issus de la dégradation [1]...

Les biocarburants sont une composante de la transition vers les énergies renouvelables, et une voie efficace de décarbonation des transports. Ils sont toutefois produits à partir de charges dont la composition peut affecter les matériaux des équipements employés pour leur transformation. C’est ainsi que, par exemple, le procédé d’hydrotraitement des huiles végétales et des graisses animales engendre une exposition à des concentrations élevées de composés oxygénés, naturellement présents dans la charge initiale ou provenant de leur transformation...

Tout le monde a remarqué que les batteries à base d’ions lithium, utilisées dans nos téléphones portables, ordinateurs, etc., perdent progressivement de l’autonomie au point de devenir inutilisables. Cette perte d’autonomie résulte notamment d’une couche, dite SEI, qui s’installe entre une des électrodes et l’électrolyte de la batterie. Cette couche apparaît dès le premier cycle de charge/décharge de la batterie, et croît progressivement en consommant des ions de lithium, de manière irréversible et donc au détriment de la capacité de la batterie...

Du fait de son faible coût et de ses bonnes propriétés mécaniques, l’acier au carbone est un matériau très utilisé, y compris pour de nombreux équipements en contact avec certains environnements agressifs, comme par exemple les milieux aqueux contenant du CO2...

Depuis une quinzaine d’années, IFPEN s’emploie à modéliser les batteries conventionnelles à travers des modèles représentant leur fonctionnement nominal (comportement électrique et thermique au cours du fonctionnement normal), en cours de vieillissement (...) et en cas d’emballement thermique (défaillance, usage abusif)...

THÈSE DE MARTIEN DUVALL DEFFO AYAGOU

La corrosion des aciers au carbone ou très faiblement alliés, par les milieux aqueux contenant du CO 2, pénalise le développement de nombreuses technologies a pour la transition écologique. Parmi les