Laboratoire Léon Brillouin

UMR12 CEA-CNRS

Bât. 563 CEA Saclay

91191 Gif sur Yvette Cedex

France

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Matériaux nanostructurés pour l’énergie / Nanostructured materials for energy
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L’IRAMIS développe des matériaux nanostructurés pour les dispositifs photovoltaïques (PV) organique ou hybride :

  • nanoparticules de silicium dopées ou non incluses dans différentes matrices,
  • molécules spécifiques aux couches d’interface de cellules PV organiques,
  • nanotubes de carbone fonctionnalisés par des chromophores,
  • nanoparticules d’oxydes TiO2 dopées ou non en azote pour les cellules solaires à colorant
  • cellules PV à base de Perovskite.

Il développe également des nanomatériaux pour :

  • les électrodes de batteries Li-ion (comme des nanoparticules de silicium recouvertes d’une coquille de carbone)
  • les générations de batteries post Li-ion (Mg-ion, Li-air…)
  • des tapis de nanotubes de carbone alignés pour des électrodes de supercondensateurs...

Une méthode spécifique de nanostructuration des polymères reposant sur l’utilisation de rayonnements ionisants (UV ou ions lourds) permet d’obtenir des membranes polymères de piles à combustible basse température radiogreffées pouvant servir d’alternative au nafion, qui est le polymère de référence.

Une autre activité de l’IRAMIS porte sur la mise au point de catalyseurs pour la réduction de l’oxygène ou l’oxydation de l’hydrogène, indispensables dans les piles à combustible. Le platine est l’élément de référence en matière d’efficacité catalytique, mais il est rare et coûteux. L’objectif est de diminuer la quantité de platine dans les catalyseurs, et même de le remplacer par des catalyseurs alternatifs sans métaux nobles, par exemple à base de nanotubes de carbone fonctionnalisés.


 

 

IRAMIS develops nanostructured materials for organic or hybrid photovoltaic (PV) devices:

  • doped or not silicon nanoparticles included in various matrices,
  • specific molecules to the interface layer of organic PV cells,
  • functionalized carbon nanotubes by chromophores,
  • doped with nitrogen (or not) TiO2 oxide for dye PV cells
  • perovskite PV cells

It also develops nanomaterials for

  • electrodes of Li-ion batteries, such as silicon nanoparticles coated with a carbon shell,
  • next generation of batteries (post Li-ion, like Mg-ion, Li-air…)
  • carpets of aligned carbon nanotube  for supercapacitors electrodes...

A specific method for nanostructuring polymers, based on irradiation (by UV or heavy ions), allows to obtain radio-grafted polymers membranes for low temperature fuel cells, as an alternative to nafion, the reference polymer.

An important part of the activity of IRAMIS covers the development of catalysts for the reduction of oxygen or oxidation of hydrogen that are required in fuel cells. Platinum is the reference element in catalytic efficiency, but it is rare and expensive. The objective is to reduce the amount of platinum in the catalyst, and even replace it with alternative catalysts without noble metals, for example based on functionalized carbon nanotubes.

 

Maj : 03/08/2018 (1952)

 

 

 

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