Jean-Marie Tarascon est un spécialiste de la chimie/électrochimie du solide. Il est professeur à l'université de Picardie Jules Verne à Amiens où il dirige le L...
Séminaire - Alejandro A. Franco : Du virtuel au réel : apport des jumeaux numériques dans la fabrication de batteries rechargeables
Collège de FranceJean-Marie TarasconChimie du solide et de l'énergieAnnée 2024-2025Matériaux électrolytes et interfaces pour la batterie Na-ion, petite sœur écoresponsable et complémentaire de la batterie Li-ionSéminaire - Alejandro A. Franco : Du virtuel au réel : apport des jumeaux numériques dans la fabrication de batteries rechargeablesAlejandro A. FrancoProfesseur de chimie à l'UFR des Sciences de l'UPJV Amiens, LRCS
--------
58:47
01 - Matériaux électrolytes et interfaces pour la batterie Na-ion, petite sœur écoresponsable et complémentaire de la batterie Li-ion
Collège de FranceJean-Marie TarasconChimie du solide et de l'énergieAnnée 2024-202501 - Matériaux électrolytes et interfaces pour la batterie Na-ion, petite sœur écoresponsable et complémentaire de la batterie Li-ionLes batteries font toujours la une des médias, dans une alternance d'euphorie et de morosité. Euphorie suscitée par la batterie tout solide, sujet que j'ai traité dans mon cours de l'an dernier. Morosité due aux difficultés récentes rencontrées par les gigafactoies européennes en raison du ralentissement du marché du véhicule électrique. Il faut ajouter à cela les difficultés rencontrées pour honorer le cahier de commandes et la concurrence chinoise. Comme souligné l'an dernier, la montée en puissance des chimies LiFePO4 et LiFe1-xMnxPO4, dont la Chine a quasiment le monopole, s'intensifie mettant en danger la souveraineté européenne. Moins médiatisée, certes, mais tout aussi cruciale, la technologie Na-ion se positionne comme une alternative plus vertueuse de l'environnement que le Li-ion en raison de l'abondance de l'élément Na (le sodium) dans la nature.Cette technologie se trouve aujourd'hui sur la feuille de route de différentes entreprises avec déjà de nombreuses compagnies qui la commercialisent (TIAMAT en France, CATL et HiNa en Chine, Natron aux États-Unis). Le Na-ion qui concurrence le Li-ion en termes de puissance possède cependant une autonomie plus faible. Elle est actuellement convoitée pour des applications de puissance, comme tampon d'énergie renouvelable mais aussi pour la nouvelle génération de véhicules urbains, pour lesquels une charge rapide est préférée à une longue autonomie. Cependant, que se cache-t-il réellement derrière cette technologie en termes de matériaux et d'électrolytes ? Qu'en est-il au niveau de son coût et de son aspect sécuritaire ? Qu'en est-il au niveau de sa marge de progression ? Est-ce qu'une version tout solide Na-ion est réaliste ? Ce cours tentera de répondre à toutes ces interrogations.La technologie Na-ion sera tout d'abord remise dans le contexte actuel des batteries. Puis, nous décrirons les différentes chimies sodium-ion basées sur des électrodes positives soit à base de composés polyanioniques, soit à base d'oxydes lamellaires, soit à base de bleus de Prusse. Bien que le carbone soit l'électrode négative de choix pour la technologie Na-ion, nous évoquerons les possibilités offertes par les alliages de sodium ou des électrodes de conversion. Nous traiterons dans un troisième temps l'électrolyte qui peut être liquide (organique ou aqueux) ou solide, ce qui nous conduit aux technologies Na-ion non aqueuse, aqueuse et tout solide. Dans cette course vers des batteries plus vertueuses de l'environnement, l'état des recherches sur la technologie K-ion sera également passé en revue comme le retour à la technologie Fe-air qui suscite un regain d'intérêt.Les cours seront suivis par des séminaires dédiés à l'apport de l'AI au niveau de l'assemblage des batteries (Alejandro Franco), à l'électrochimie des batteries Zn-MnO2 (Véronique Balland) et Ca/Mg-ion (Rosa Palacin), à l'étude des interfaces par des techniques de laboratoire (Ozlem Sel) ou grâce aux grands instruments (Sandrine Lyonnard), et aux problématiques de recyclage (Cyril Aymonier). Un représentant de l'industrie, Hervé Beuffe, CEO de TIAMAT, clôturera cette série de cours.
--------
1:00:55
Séminaire - Rémi Bastien & Gaëtan Bonhomme : L'hypermobilité peut-elle se passer d'énergie fossile ? De l'innovation à l'industrialisation : potentiel du capital risque
Collège de FranceJean-Marie TarasconChimie du solide et de l'énergieAnnée 2023-2024Séminaire - Rémi Bastien & Gaëtan Bonhomme : L'hypermobilité peut-elle se passer d'énergie fossile ? De l'innovation à l'industrialisation : potentiel du capital risqueRémi BastienCTO de la FISITA, ancien directeur Recherche & Innovation du groupe RenaultGaëtan BonhommeManaging Director, Breakthrough Energy Ventures EuropeRésumé de l'intervention de Rémi BastienL'hypermobilité de notre monde moderne est-elle possible sans énergie fossile ?La domestication du charbon et surtout du pétrole a accéléré de manière exponentielle la circulation des biens et des personnes. La mobilité n'est pas la conséquence de la prospérité, mais c'est bien l'inverse. Nous nous sommes donc accoutumés à faire venir du bout du monde nos objets ou à voyager loin en avion pour nos vacances ou professionnellement. Cela a dopé nos économies. L'énergie fossile abondante et abordable nous a laissé user, voire abuser de ces mobilités sans limites jusqu'à récemment. Les contraintes liées au climat vont nous obliger à réduire à zéro l'usage des énergies fossiles avant 2050. Pourrons-nous trouver des énergies alternatives ou allons-nous devoir accepter de limiter la mobilité des biens et des personnes, ou une combinaison des deux ?Les conclusions de l'étude montrent que :La mobilité des biens et des personnes est corrélée avec le PIB.La mobilité quotidienne des personnes suit un « budget temps » d'une heure en moyenne et les distances parcourues dépendent des revenus des voyageurs. Ainsi un citoyen des États-Unis effectue en moyenne 80 km par jour quand un citoyen de l'Afrique centrale n'en fait que 4 km par jour. Le secteur du transport dépend actuellement à 98 % du pétrole… dont nous devons nous affranchir d'ici 2050, mais aucune forme d'énergie n'est aussi abondante, peu chère et adaptée que le pétrole.Les transports maritimes et aériens n'ont pas de solutions disponibles pour maintenir la croissance de leur trafic sans le pétrole. La sobriété sera incontournable.D'autres secteurs comme le transport routier disposent de l'alternative électrique, mais cela va exiger de profondes mutations.Nous devrons donc combiner l'adoption de solutions technologiques avec une nécessaire sobriété pour nous affranchir du pétrole et, plus largement, des énergies fossiles.Résumé de l'intervention de Gaëtan BonhommeDe l'innovation à l'industrialisation : potentiel du capital risqueLe capital risque (l'anglicisme Venture Capital étant le plus souvent utilisé) est la classe d'actif la plus adaptée pour porter les résultats scientifiques et innovations issus de la recherche universitaire vers une réalisation industrielle. Cependant, malgré cette compatibilité supposée, un nombre limité de scientifiques et chercheurs sont formés, voire suffisamment exposés au capital risque. Il en résulte, particulièrement en Europe et en France, une faille de communication et de compréhension qui n'a pas lieu d'être.Cette lecture propose une introduction au concept de capital risque avec un accent prédominant sur le secteur d'innovation lié à la mitigation du changement climatique (ClimateTech). Elle propose également un état des lieux de l'environnement d'investissement au vu d'un contexte économique toujours difficile en 2024.
--------
58:14
06 - La batterie tout solide : entre idéal et pragmatisme : Versions hybrides du tout solide : un bon compromis ?
Collège de FranceJean-Marie TarasconChimie du solide et de l'énergieAnnée 2023-202406 - La batterie tout solide : entre idéal et pragmatisme : Versions hybrides du tout solide : un bon compromis ?
--------
57:02
Séminaire - Matthew Rosseinsky : Digital Routes to Inorganic Materials – A New Pathway for Ion Transport in Solids
Collège de FranceJean-Marie TarasconChimie du solide et de l'énergieAnnée 2023-2024Séminaire - Matthew Rosseinsky : Digital Routes to Inorganic Materials – A New Pathway for Ion Transport in SolidsMatthew Rosseinskyprofessor and head of the chemistry department, University of Liverpool, EnglandRésuméThe need for new materials to tackle societal challenges in energy and sustainability is widely acknowledged. As demands for performance increase while resource constraints narrow available options, the vastness of composition, structure and process parameter space make the apparently simple questions of where to look for and how to then find the materials we need a grand challenge to contemporary physical science. This talk will emphasise that discovery synthesis of new inorganic materials is at the extreme forefront of this endeavour.There has been a lot of excitement in the popular press and also in some scientific literature recently concerning the potential for artificial intelligence and robotics to transform the discovery of new materials. Given this, it is helpful to consider both useful definition of the word "new" and also how the claimed numbers of materials and the speeds with which they are accessed fit with the size of the space, and the differences in how composition can vary between solids and molecules.In this presentation, I will address the role of digital and robotic tools in discovery from the perspective of a researcher who targets the experimental realisation of new materials with structures that differ from those in the databases in a manner that has consequence for their functional performance.This will include the demonstration that it is now possible to guarantee to predict the crystal structure of a material based solely on its composition (Nature 619, 68, 2023), the role of machine learning from data in supporting decisions by experimental researchers (Nature Communications 12, 5561, 2021; J. Am. Chem. Soc. 144, 22178, 2022), and the acceleration of inorganic materials discovery with robots (Chemical Science 2024, DOI: 10.1039/D3SC05688K).The role of these digital tools in a modern integrated materials discovery workflow will be presented with an example of the discovery (i.e., the experimental realisation in the laboratory) of a quaternary inorganic solid that displays high lithium ion conductivity that arises from its new structure. This exemplifies the definition of scientifically useful novelty, as it leads to a different perspective on how lithium ions can attain high mobility in solids (accepted for publication, 2024). Such perspectives may prove generally helpful in the design of the fast ion transporting materials that we will need across future energy technologies.
Over Chimie du solide et énergie - Jean-Marie Tarascon
Jean-Marie Tarascon est un spécialiste de la chimie/électrochimie du solide. Il est professeur à l'université de Picardie Jules Verne à Amiens où il dirige le Laboratoire de Réseau sur le Stockage Électrochimique de l'Énergie (FR CNRS 3459). Cependant l'essentiel de sa carrière s'est déroulé aux États-Unis, d'abord à Cornell University (1980), puis à Bell Laboratory et à Bellcore jusqu'en 1994. Ses travaux ont d'abord porté sur quelques propriétés électroniques de phases de Chevrel ainsi que sur leur aptitude à insérer ou deinsérer des ions alcalins.À la fin des années 1980, Jean-Marie Tarascon dirige le groupe de chimie de Bellcore et participe aux résultats obtenus sur les cuprates supraconducteurs à haute température critique, le rôle de la non stoechiométrie en oxygène, des substitutions cationiques, du magnétisme ou de la modulation des structures. Il revient toutefois à l'électrochimie des solides et devient un spécialiste mondialement reconnu : on lui doit la mise au point d'une batterie à ions lithium, basée sur un nouveau système tout plastique, actuellement commercialisée. Ses récents travaux, démontrant un mécanisme nouveau de réactivité du lithium vis-à-vis d'oxydes, sulfures, nitrures et fluorures, illustrent son désir constant de sortir des dogmes scientifiques bien établis.Il a été professeur invité au Collège de France sur la Chaire annuelle de Développement durable-Environnement, énergie et société (2010-2011) et vient d'être nommé Professeur au Collège de France sur une Chaire pérenne.
Luister naar Chimie du solide et énergie - Jean-Marie Tarascon, NRC Onbehaarde Apen en vele andere podcasts van over de hele wereld met de radio.net-app