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 - Sandrine Lyonnard & Hervé Beuffe : Des technologies Na-ion aux technologies K-ion : Intérêt outre que celui de parcourir le tableau périodique ?
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-ionSandrine Lyonnard : « De l'atome à la cellule : regarder à l'intérieur des batteries avec les Grands Instruments »Hervé Beuffe : « Vallée de l'espoir pour la filière Française Na_ion »Sandrine LyonnardDirectrice de recherche CNRS au Laboratoire Systèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l'Énergie et la Santé (SyMMES), GrenobleHervé BeuffeCEO TIAMAT
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06 - Des technologies Na-ion aux technologies K-ion : Intérêt outre que celui de parcourir le tableau périodique ?
Collège de FranceJean-Marie TarasconChimie du solide et de l'énergieAnnée 2024-202506 - Des technologies Na-ion aux technologies K-ion : Intérêt outre que celui de parcourir le tableau périodique ?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.
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Séminaire - Cyril Aymonier : Recyclage direct des batteries : focus sur la technologie sous- et supercritique
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 - Cyril Aymonier : Recyclage direct des batteries : focus sur la technologie sous- et supercritiqueCyril AymonierDirecteur de recherche CNRS + directeur de l'Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (IMCB)
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05 - De la technologie Na-ion liquide à tout solide : est-ce réaliste ?
Collège de FranceJean-Marie TarasconChimie du solide et de l'énergieAnnée 2024-202505 - De la technologie Na-ion liquide à tout solide : est-ce réaliste ?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.
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Séminaire - Maria Rosa Palacin : Batteries au Mg ou Ca : concept, évolution et état de l'art
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 - Maria Rosa Palacin : Batteries au Mg ou Ca : concept, évolution et état de l'artMaria Rosa PalacinProfesseur, Institut des Sciences des Materiaux de Barceclone ICMAB-CSIC)
À propos de 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.
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