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478 results on '"Énergie électrique"'

51. Comparison between system design optimization strategies for more electric aircraft network

Author: Frédéric Wurtz, Djamel Hadbi, Bruno Sareni, Xavier Roboam, Nicolas Retière, Laboratoire de Génie Electrique de Grenoble (G2ELab), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Groupe ENergie Electrique et SYStémique (LAPLACE-GENESYS), LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), and Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE)
Subjects: Energie électrique, Engineering, System design, Test data generation, media_common.quotation_subject, 02 engineering and technology, Multilevel optimization, 01 natural sciences, Integrated optimal design, Embedded electrical system, 0103 physical sciences, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Quality (business), Electrical and Electronic Engineering, Global optimization, Simulation, media_common, 010302 applied physics, Integrated design, business.industry, Mechanical Engineering, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, 020208 electrical & electronic engineering, Volume (computing), Condensed Matter Physics, Sizing, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Reliability engineering, Mechanics of Materials, Systems design, Electric aircraft, business
Abstract: The aircraft electric network is a complex system, consisting of many different elements integrated to form a unique entity, designed to perform a well-defined mission. In the current state, the network conceptual design is based on standards defined by the aircraft manufacturer. As a consequence, electric subsystem suppliers are doing local optimizations to fulfill these standards in a separated way through a “mechanistic approach”. This results in a set of optimized subsystems which is not necessarily “optimal” with respect to the network level. To overcome this problem, we present a design approach called EPFM (Extended Pareto Front Method) based on separated subsystem optimizations which aims at finding an optimal configuration of the electrical network at the system level. The EPFM is discussed with regard to the computational cost and the collaboration requirements in the aeronautical industrial context and compared with the classical mechanistic approach.
Published: 2017
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52. Facile and Scalable Preparation of Ruthenium Oxide‐Based Flexible Micro‐Supercapacitors

Author: Yohann Thimont, Sébastien Pinaud, Kevin Brousse, Marc Respaud, Bruno Chaudret, Claudie Josse, Son C. Nguyen, Patrice Simon, Raghda Makarem, Pierre-Louis Taberna, Pier-Francesco Fazzini, Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Atelier Interuniversitaire de Micro-Nano Electronique (AIME), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Aix-Marseille Université - AMU (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse - INSA (FRANCE), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale - INSERM (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), ANR-16-CE17-0005,GENMSMD,Dissection génétique de la Susceptibilité Mendélienne aux infections mycobactériennes chez l'homme(2016), and ANR-16-CE24-0012,MINOTORES,MIcro-supercoNdensateur à porOsité contrôlée pour des applicaTions à fORte densité d'énErgie sur Substrat rigide et flexible(2016)
Subjects: Battery (electricity), Energie électrique, Materials science, Ruthenium oxide, Matériaux, Oxide, Nanotechnology, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Capacitance, Energy storage, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, Laser‐writing, chemistry.chemical_compound, Flexible micro‐supercapacitors, General Materials Science, Thin film, Supercapacitor, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, chemistry, Pseudocapacitor, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; Tremendous efforts have been invested in the development of the internet of things during the past 10 years. Implantable sensors still need embedded miniaturized energy harvesting devices, since commercialized thin films and microbatteries do not provide sufficient power densities and suffer from limited lifetime. Therefore, micro‐supercapacitors are good candidates to store energy and deliver power pulses while providing non‐constant voltage output with time. However, multistep expensive protocols involving mask aligners and sophisticated cleanrooms are used to prepare these devices. Here, a simple and versatile laser‐writing procedure to integrate flexible micro‐supercapacitors and microbatteries on current‐collector‐free polyimide foils is reported, starting from commercial powders. Ruthenium oxide (RuO2)‐based micro‐supercapacitors are prepared by laser irradiation of a bilayered tetrachloroauric acid (HAuCl4 · 3H2O)–cellulose acetate/RuO2 film deposited by spin‐coating, which leads to adherent Au/RuO2 electrodes with a unique pillar morphology. The as‐prepared microdevices deliver 27 mF cm−2/540 F cm−3 in 1 m H2SO4 and retain 80% of the initial capacitance after 10 000 cycles. This simple process is applied to make carbon‐based micro‐supercapacitors, as well as metal oxide based pseudocapacitors and battery electrodes, thus offering a straightforward solution to prepare low‐cost flexible microdevices at a large scale.
Published: 2020
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53. Electrothermal models and design approach for high specific power electric motor for hybrid aircraft

Author: Sarah Touhami, Amal Zeaiter, Matthieu Fénot, Yvan Lefèvre, Jean-Francois LLIBRE, Etienne Videcoq, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d'Aérotechnique - ENSMA (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Poitiers (FRANCE), ISAE-ENSMA Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d'Aérotechnique (FRANCE), LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Groupe de Recherches en Electrodynamique (LAPLACE-GREM3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut Pprime (PPRIME), and Université de Poitiers-ENSMA-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Energie électrique, cooling system, permanent magnet synchronous motor, [SPI.FLUID]Engineering Sciences [physics]/Reactive fluid environment, Target setting tool, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, ComputerApplications_COMPUTERSINOTHERSYSTEMS, target setting tool, Lumped Parameter Thermal Model, Cooling system, Permanent magnet synchronous motor
Abstract: This paper presents electro-thermal models for sizing the electric motors with their cooling system for Hybrid Aircraft Propulsion. A design approach is proposed to reach high specific powers. An electric motor is sized using tools based on loadability concepts. Its performances are validated by Finite Element Analysis. Cooling system is sized based on adapted hydraulic calculations and temperatures are verified using Lumped Parameter Thermal Model.
Published: 2020

54. Film-Forming Amines for the Corrosion Protection of Carbon Steels in Nuclear Power Plant Secondary Circuit Conditions: An Impedance Study

Author: Marion Roy, Nadine Pébère, Sophie Delaunay, Dominique You, Jonathan Tireau, Nicolas Caussé, Jordan Baux, Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), EDF R&D (EDF R&D), EDF (EDF), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux énergies alternatives - CEA (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), EDF (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Paris-Saclay (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Subjects: Permittivity, Energie électrique, Materials science, Corrosion Protection of Carbon, 020209 energy, Matériaux, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, 7. Clean energy, Autoclave, Corrosion, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, chemistry.chemical_compound, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Materials Chemistry, Electrochemistry, Electrical impedance, Magnetite, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Condensed Matter Physics, 6. Clean water, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Dielectric spectroscopy, chemistry, Chemical engineering, Film-Forming Amines, Degradation (geology), Carbon
Abstract: International audience; Octadecylamine (ODA) has been the subject of numerous investigations for the corrosion protection of carbon steels in nuclear pressurized water reactors (PWR). In the present work, electrochemical impedance spectroscopy was used to study and to compare the ODA behavior after different treatment temperatures (from 80 °C to 275 °C) representative of the secondary circuit of the PWR. The ODA films were characterized at room temperature. The impedance data analysis allowed the ODA film parameters (thickness and permittivity) to be obtained. The ODA film thickness was independent of the treatment conditions and was about 20 nm. At 120 °C and 220 °C, the presence of magnetite, formed during the treatment in the autoclave, strongly improved the corrosion protection afforded by the ODA films. An instantaneous inhibitive efficiency of 99.9% was assessed. At 275 °C, thermal degradation of the ODA molecules was shown.
Published: 2020
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55. Comment to the letter to the editor from Costentin et al. Entitled 'Ohmic drop correction in electrochemical techniques. Multiple potential step chrono-amperometry at the test bench'

Author: Lin Zifeng, Kui Xu, Patrice Simon, Hui Shao, Pierre-Louis Taberna, Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Sichuan University [Chengdu] (SCU), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Sichuan University - SCU (CHINA), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), and Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Subjects: Energie électrique, Test bench, Materials science, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, business.industry, Matériaux, Drop (liquid), [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Energy Engineering and Power Technology, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Amperometry, 0104 chemical sciences, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, Solution of Schrödinger equation for a step potential, Optoelectronics, General Materials Science, 0210 nano-technology, business, Ohmic contact, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Energy Storage Materials
Abstract: Comment to the letter to the editor from Costentin et al. Entitled “Ohmic drop correction in electrochemical techniques. Multiple potential step chrono-amperometry at the test bench”
Published: 2020
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56. Ionic Liquids under Confinement: From Systematic Variations of the Ion and Pore Sizes toward an Understanding of the Structure and Dynamics in Complex Porous Carbons

Author: Céline Merlet, Anouar Belhboub, Patrice Simon, El Hassane Lahrar, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Université Paris Sciences & Lettres - PSL (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), and Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Subjects: Energie électrique, Materials science, porosity, Diffusion, Matériaux, Population, FOS: Physical sciences, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Nanoporous carbons, Ion, Physics::Geophysics, ionic liquids, Quantitative Biology::Subcellular Processes, chemistry.chemical_compound, Adsorption, General Materials Science, Porosity, education, Topology (chemistry), education.field_of_study, Condensed Matter - Materials Science, Quantitative Biology::Biomolecules, Physics::Biological Physics, Nanoporous, diffusion, Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, Ionic liquids, [CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, nanoporous carbons, chemistry, Chemical physics, confinement, Ionic liquid, Molecular simulations, molecular simulations, 0210 nano-technology, Research Article, Confinement
Abstract: We use molecular simulations of an ionic liquid in contact with a range of nanoporous carbons to investigate correlations between ion size, pore size, pore topology and properties of the adsorbed ions. We show that diffusion coefficients increase with the anion size and, surprisingly, with the quantity of adsorbed ions. Both findings are interpreted in terms of confinement: when the in-pore population increases additional ions are located in less confined sites and diffuse faster. Simulations in which the pores are enlarged while keeping the topology constant comfort these observations. The interpretation of properties across structures is more challenging. An interesting point is that smaller pores do not necessarily lead to larger confinement. In this work, the highest degrees of confinements are observed for intermediate pore sizes. We also show a correlation between the quantity of adsorbed ions and the ratio between the maximum pore diameter and the pore limiting diameter., Comment: This document is the unedited Author's version of a Submitted Work that was subsequently accepted for publication in ACS Applied Materials and Interfaces, copyright \copyright American Chemical Society after peer review. To access the final edited and published work see https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b16740
Published: 2020
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57. Non - electrochemical Na – deintercalation from O3 NaVO2

Author: Patrick Rozier, Patrice Simon, Daria Iermakova, Pierre-Louis Taberna, Jean-Yves Chane-Ching, Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Aix-Marseille Université - AMU (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Subjects: Energie électrique, Materials science, Matériaux, Sodium, Liquid exfoliation, Oxide, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, Electrochemistry, 01 natural sciences, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, chemistry.chemical_compound, Material structure, General Materials Science, NaVO2, Layered oxide, Electrode material, Mechanical Engineering, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 6. Clean water, 0104 chemical sciences, chemistry, Chemical engineering, Mechanics of Materials, Capacity value, Water treatment, Sodium deintercalation, 0210 nano-technology, Voltage
Abstract: International audience; Layered oxides have been intensively studied for decades for their characteristics as electrode materials or their physical properties resulting from their structure. In this work, we present a modification of layered oxide NaVO2 via liquid exfoliation technique in water. This oxide has VOx layers with Na ions trapped in between. The goal of this process is to initiate sodium removal from the lattice, which will result in the structural transformations. During this sodium deintercalation, we observed drastic changes in the structure and electrochemical behavior of the oxide. Following water treatment, NaVO2 exhibited nearly linear slopping discharge voltage profile and none of the multi-step reaction potential plateaus were observed, contrary to the profile of the pristine powder. Interestingly, this material structure was able to cycled reversibly within a much larger voltage window, with decent capacity value (ca 160 mA h/g), compare to pristine NaVO2. Thanks to this change of behavior, the active material mean operating voltage was increased.
Published: 2020
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58. Control of Hybrid Renewable Energy Power Plant for Autonomous Systems

Author: Thounthong, Phatiphat, TAKORABET, Noureddine, Renewable Energy Research Centre, Thai-French Innovation Institute Centre (RERC), King Mongkut's University of Technology North Bangkok (KMUTNB), Groupe de Recherche en Energie Electrique de Nancy (GREEN), Université de Lorraine (UL), Université de Lorraine, and Christophe TURPIN
Subjects: micro-réseau, Electrical Energy, Electronique de puissance, [SPI] Engineering Sciences [physics], [SPI.ELEC] Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Electric drives, [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, [SPI]Engineering Sciences [physics], microgrid, Energie Electrique, entrinements électriques, Fuel Cell, Power electronics, Pile à combustible, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Published: 2020

59. Sensitivity analysis of a hybrid-electric aircraft powertrain based on Sobol indices

Author: Matthieu Pettes-Duler, Xavier ROBOAM, Bruno Sareni, Sarah Touhami, Yvan Lefèvre, Jean-François Llibre, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Groupe ENergie Electrique et SYStémique (LAPLACE-GENESYS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Groupe de Recherches en Electrodynamique (LAPLACE-GREM3), and Roboam, Xavier
Subjects: [SPI]Engineering Sciences [physics], Energie électrique, Sensitivity Analysis, [SPI] Engineering Sciences [physics], [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Multidisciplinary Design Optimization, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power, More Electric Aircraft, Hybrid-Electric Propulsion
Abstract: International audience; This paper presents a sensitivity analysis based on the Sobol indices which is an essential step "on the road of system optimization". Such analysis focuses on electrical propeller subsystem (propellers, gearbox, electric motors) including surrogate design models. A previous study [1] has shown that electromechanical actuators (electric generators and electric motors) involve more than 30% of hybrid electric propulsion system weight. Furthermore, most of the variables used for the electric machine design. The electric motor design model is detailed with the related constraints. A physical analysis based on design parameter sensitivity and parameter couplings are described. This study will permit to remove insensitive variables in view of simplifying the global optimization process to be achieved at the whole powertrain level.
Published: 2020

60. On Interconnected Observer Design for Nonlinear System

Author: Boutaïeb Dahhou, Michel Cabassud, Mei Zhang, Zetao Li, Guizhou University (GZU), Laboratoire de Génie Chimique (LGC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Équipe DIagnostic, Supervision et COnduite (LAAS-DISCO), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Guizhou University, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Guizhou University (CHINA), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), and Laboratoire de Génie Chimique - LGC (Toulouse, France)
Subjects: Actuator subsystem, Energie électrique, 0209 industrial biotechnology, Interconnection, Left invertibility, Observer (quantum physics), Process subsystem, Computer science, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Process (computing), Unknown interconnection, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, States estimation, Computer Science::Hardware Architecture, Nonlinear system, 020901 industrial engineering & automation, Control theory, [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, Control system, [INFO.INFO-SY]Computer Science [cs]/Systems and Control [cs.SY], Interconnected system, 0210 nano-technology, Actuator
Abstract: International audience; This paper investigates the possibility of decomposing a control system into an interconnection of actuator and process subsystems; this allows monitoring the properties of the interconnected system globally and locally. For that, observer for the nonlinear interconnected system is studied. Specially, the interconnection between the two subsystems is assumed to be inaccessible to measurement. The aim is then to accurately estimate online the states vector of each subsystem, as well as the unknown interconnection. Numerical simulations confirm the effectiveness of the designed observer.
Published: 2019
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61. On the development of an original mesoscopic model to predict the capacitive properties of carbon-carbon supercapacitors

Author: Céline Merlet, El Hassane Lahrar, Patrice Simon, Anouar Belhboub, Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)
Subjects: Energie électrique, Materials science, Matériaux, General Chemical Engineering, Capacitive sensing, Capacitance, FOS: Physical sciences, Solvation, 02 engineering and technology, Electrolyte, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Ion, Lattice model, chemistry.chemical_compound, Adsorption, Nanoporous carbon, Electrochemistry, Physics::Chemical Physics, Condensed Matter - Statistical Mechanics, Supercapacitor, Condensed Matter - Materials Science, Mesoscopic physics, Statistical Mechanics (cond-mat.stat-mech), Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, [CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, chemistry, Chemical physics, Ionic liquid, 0210 nano-technology
Abstract: We report on the development of an original mesoscopic lattice model to predict structural, dynamical and capacitive properties of carbon-carbon supercapacitors. The model uses input from molecular simulations, such as free energy profiles to describe the ion adsorption, and experiments, such as energy barriers for transitions between lattice sites. The model developed is approximately 10,000 times faster than common molecular simulations. We apply this model to a set of carbon structures with well-defined pore sizes and investigate the solvation effect by doing simulations with neat ionic liquids as well as acetonitrile-based electrolytes. We show that our model is able to predict quantities of adsorbed ions and capacitances in a range compatible with experimental values. We show that there is a strong dependency of the calculated properties on the pore size and on the presence or absence of solvent. In particular, for neat ionic liquids, larger capacitances are obtained for smaller pores, while the opposite trend is observed for organic electrolytes., Comment: Preprint
Published: 2019
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62. Role of irradiation and irradiation defects on the oxidation first stages of a 316L austenitic stainless steel

Author: Lydia Laffont, Marylou Boisson, Laurent Legras, Eric Andrieu, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), EDF (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), EDF R&D (EDF R&D), EDF (EDF), and Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Subjects: Energie électrique, Materials science, B. STEM, 020209 energy, General Chemical Engineering, Matériaux, Alloy, Nucleation, Oxide, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, engineering.material, Corrosion, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, chemistry.chemical_compound, Chromium, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, General Materials Science, Irradiation, Austenitic stainless steel, B. TEM, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, C. Oxidation, General Chemistry, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, chemistry, Chemical engineering, engineering, Grain boundary, A. Stainless steel, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; The role of irradiation and irradiation defects on the oxidation first stages of 316 L alloy was investigated. A sample with both a proton pre-irradiated and an unirradiated area was exposed to a simulated PWR environment during 24 hours. Irradiation defects and Radiation Induced Segregation at grain boundary and on irradiation defects were characterized and quantified and their effect on the oxidation was evaluated. Irradiation affects the morphology, thickness and chemistry of the oxide layers formed. It enhances the oxidation kinetic and induces the formation of an inner oxide richer in chromium. Defects induced by irradiation act as preferential nucleation sites.
Published: 2019
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63. Ultrafast Synthesis of Calcium Vanadate for Superior Aqueous Calcium-Ion Battery

Author: Yih-Chyng Wu, Patrice Simon, Pierre-Louis Taberna, Patrick Rozier, Liyuan Liu, Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Université Paris Sciences & Lettres - PSL (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), and Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE)
Subjects: Battery (electricity), Long cycle, Energie électrique, Materials science, Matériaux, Science, Intercalation (chemistry), chemistry.chemical_element, Nanotechnology, 02 engineering and technology, Calcium, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Nanomaterials, Vanadate, Molten salt, Multidisciplinary, Aqueous solution, Traitements de Surface, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, chemistry, Revetements, 0210 nano-technology, Traitements de Surface -Superior Aqueous Calcium-Ion Battery, Research Article
Abstract: Recently, multivalent aqueous calcium-ion batteries (CIBs) have attracted considerable attention as a possible alternative to Li-ion batteries. However, traditional Ca-ion storage materials show either limited rate capabilities and poor cycle life or insufficient specific capacity. Here, we tackle these limitations by exploring materials having a large interlayer distance to achieve decent specific capacities and one-dimensional architecture with adequate Ca-ion passages that enable rapid reversible (de)intercalation processes. In this work, we report the high-yield, rapid, and low-cost synthesis of 1D metal oxides M V 3 O 8 ( M = Li , K), CaV 2 O 6 , and CaV 6 O 16 ·7H 2 O (CVO) via a molten salt method. Firstly, using 1D CVO as electrode materials, we show high capacity 205 mA h g -1 , long cycle life (>97% capacity retention after 200 cycles at 3.0 C), and high-rate performance (117 mA h g -1 at 12 C) for Ca-ion (de)intercalation. This work represents a step forward for the development of the molten salt method to synthesize nanomaterials and to help pave the way for the future growth of Ca-ion batteries.
Published: 2019
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64. Carbons with Regular Pore Geometry Yield Fundamental Insights into Supercapacitor Charge Storage

Author: Berend Smit, Yifei Michelle Liu, Céline Merlet, Department of Chemical & Biomolecular Engineering [Berkeley] (CBE), University of California [Berkeley] (UC Berkeley), University of California (UC)-University of California (UC), Institut des Sciences et Ingénierie Chimiques (ISIC), Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), University of California [Berkeley], University of California-University of California, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne - EPFL (SWITZERLAND), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), University of California - UC Berkeley (USA), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), Institut des Sciences et Ingénierie Chimiques (Lausanne, Switzerland), and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Subjects: Energie électrique, Materials science, Matériaux, General Chemical Engineering, Geometry, 010402 general chemistry, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Capacitance, Ion, Molecular dynamics, Partial charge, Affordable and Clean Energy, Supercapacitor Charge Storage, QD1-999, chemistry.chemical_classification, Supercapacitor, 010405 organic chemistry, Charge (physics), General Chemistry, Carbon, 0104 chemical sciences, [CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, Chemistry, chemistry, Chemical Sciences, Electrode, Counterion, Research Article
Abstract: We conduct molecular dynamics simulations of electrical double-layer capacitors (EDLCs) using a library of ordered, porous carbon electrode materials called zeolite templated carbons (ZTCs). The well-defined pore shapes of the ZTCs enable us to determine the influence of pore geometry on both charging dynamics and charge storage mechanisms in EDLCs, also referred to as supercapacitors. We show that charging dynamics are negatively correlated with the pore-limiting diameter of the electrode material and display signatures of both progressive charging and ion trapping. However, the equilibrium capacitance, unlike charging dynamics, is not strongly correlated to commonly used, purely geometric descriptors such as pore size. Instead, we find a strong correlation of capacitance to the charge compensation per carbon (CCpC), a descriptor we define in this work as the average charge of the electrode atoms within the coordination shell of a counterion. A high CCpC indicates efficient charge storage, as the strong partial charges of the electrode are able to screen counterion charge, enabling higher ion loading and thus more charge storage within the electrode at a fixed applied voltage. We determine that adsorption sites with a high CCpC tend to be found within pockets with a smaller radius of curvature, where the counterions are able to minimize their distance with multiple points on the electrode surface, and therefore induce stronger local partial charges., Molecular simulations of supercapacitors based on a library of templated porous carbons with regular structures yield new insights into the influence of pore geometry on the charge storage efficiency.
Published: 2019
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65. System for experimental investigation of DBD excilamps in view of control and optimization of UV emission

Author: Arnold Wiesner, Hubert Piquet, Rafael Diez, David Florez, Pontificia Universidad Javeriana (PUJ), Groupe ENergie Electrique et SYStémique (LAPLACE-GENESYS), LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Universidad Sergio Arboledad (COLOMBIA), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Pontificia Universidad Javeriana (COLOMBIA), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Laboratoire Plasma et Conversion d'Energie - LAPLACE (Toulouse, France), and Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Subjects: Dielectric Barrier Discharge, Energie électrique, Electric Discharge Power Supply, General Computer Science, Computer science, Excimer Lamp, Current-mode, 010103 numerical & computational mathematics, 02 engineering and technology, Dielectric barrier discharge, Degrees of freedom (mechanics), Pulsed power, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Theoretical Computer Science, law.invention, Current Mode, Data acquisition, Interleaved converters, law, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electronic engineering, Energy transformation, 0101 mathematics, Numerical Analysis, Power converters, Applied Mathematics, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Maximization, Ultra Violet Generation (UV), Amplitude, Modeling and Simulation, Electrical network, 020201 artificial intelligence & image processing, DBD
Abstract: This paper presents the design of a system aimed at characterizing a diverse set of dielectric barrier discharge UV lamps. This experimental bench allows the study of the lamps performances regarding UV emission maximization and energy conversion optimization. It includes a current-mode pulsed power supply for the lamps, the design of which is detailed. This converter presents 3 degrees of freedom (DOF) can control and adjust independently the frequency, amplitude and duration of the current pulses injected into the lamps. Theoretical modeling of the lamps, by means of equivalent electrical circuits, is used to define the most interesting operating points to be explored, as well as for the converter’s design; these models are afterwards validated by experimental tests on the entire set of lamps. The operation of the bench is controlled by a supervising program: the latter manages the data acquisition and performs sweeps of the DOFs of the pulsed current. Examples of analyzes, oriented toward optimization of electric to UV energy conversion, are shown.
Published: 2019
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66. Power estimation of a current supplied DBD considering the transformer parasitic elements

Author: Rafael Diez, Arnold Wiesner, Hubert Piquet, Vanesa Rueda, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Pontificia Universidad Javeriana (COLOMBIA), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Laboratoire Plasma et Conversion d'Energie - LAPLACE (Toulouse, France), Pontificia Universidad Javeriana (PUJ), Groupe ENergie Electrique et SYStémique (LAPLACE-GENESYS), LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, and Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Subjects: Dielectric Barrier Discharge, Energie électrique, Materials science, Electric Discharge Power Supply, 02 engineering and technology, Dielectric barrier discharge, Plasma sources, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Capacitance, Industrial and Manufacturing Engineering, 010305 fluids & plasmas, law.invention, Current Mode, Parasitic capacitance, law, Electric model, 0103 physical sciences, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Waveform, Electrical and Electronic Engineering, Transformer, Dielectric barrier discharge (DBD), business.industry, 020208 electrical & electronic engineering, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Electrical engineering, Current source, Inductance, Control and Systems Engineering, DBD, Electric power, business
Abstract: International audience; Power estimation of a DBD device supplied by a current source converter is studied in this article, pointing out the prominent contribution of the transformer parasitic elements. The impact of the stray capacitance and magnetizing inductance is stated and an iterative method that estimates the electrical power and DBD waveforms is presented. Results show that the magnetizing inductance can enhance the electrical power without changing the current ratings of the converter and that the stray capacitance must be minimized. Moreover, the experimental results reveal the need for a better DBD model to properly estimate the power. In consequence, an improved model is proposed and validated using a DBD excimer lamp in a wide range of electrical operating conditions.
Published: 2019
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67. Modeling the Luminance Degradation of OLEDs Using Design of Experiments

Author: Laurent Canale, Andrea Al Haddad, Marie Chabert, Pascal Maussion, Georges Zissis, Antoine Picot, Farah Salameh, LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut National Polytechnique de Toulouse (INPT-ENSEEIHT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Federación Española de Enfermedades Raras, COmmande et DIAgnostic des Systèmes Electriques (LAPLACE-CODIASE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Lumière et Matière (LAPLACE-LM), Signal et Communications (IRIT-SC), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), and Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Subjects: Energie électrique, Computer science, Lifespan prediction, Thermal stress, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Luminance, Industrial and Manufacturing Engineering, design of experiments (DoE), Electrical stress, 0103 physical sciences, OLED, Electronic engineering, accelerated aging, [SPI.GPROC]Engineering Sciences [physics]/Chemical and Process Engineering, [INFO]Computer Science [cs], Electrical and Electronic Engineering, organic light-emitting diode (OLED), [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Diode, 010302 applied physics, Design of experiments, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, electrical stress, 021001 nanoscience & nanotechnology, Accelerated aging, thermal stress, Nonlinear system, lifespan prediction, Control and Systems Engineering, Parametric model, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], [SPI.OPTI]Engineering Sciences [physics]/Optics / Photonic, 0210 nano-technology, Current density
Abstract: International audience; Modeling the lifespan of an organic light-emitting diode (OLED) is a complex task as it depends on different potentially interacting factors. As the literature on this subject is still scant, new parametric models for calculating the lifespan of the OLED are proposed in this article. The design of experiment (DoE) methodology is used for cost and accuracy reasons. Different lifespan models based on thermal and electrical experimental aging tests are proposed. As stress factors, current density, temperature, and their interactions, which are rarely taken into account in aging studies, are simultaneously involved. The analysis of the model parameters highlights the prevalence of temperature compared to current density on the luminance performance of OLEDs. Nonlinear models appear as the most accurate.
Published: 2019
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68. Degradation of the luminance and impedance evolution analysis of an OLED under thermal and electrical stress

Author: Pascal Dupuis, Laurent Canale, Andrea Al Haddad, Antoine Picot, Georges Zissis, Pascal Maussion, LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), COmmande et DIAgnostic des Systèmes Electriques (LAPLACE-CODIASE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Lumière et Matière (LAPLACE-LM), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), and Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE)
Subjects: Energie électrique, Materials science, Semiconductor device fabrication, Luminance decay, Characterization, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Luminance, Stress (mechanics), Degradation, 0103 physical sciences, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, OLED, [SPI.GPROC]Engineering Sciences [physics]/Chemical and Process Engineering, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Electrical impedance, Estimation -Impedance, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Parametric statistics, 010302 applied physics, business.industry, Design of experiments, 020208 electrical & electronic engineering, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Estimation - Impedance, Organic Light Emitting Diodes - Parameters, Organic Light Emitting Diodes -Parameters, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], [SPI.OPTI]Engineering Sciences [physics]/Optics / Photonic, Optoelectronics, business, Current density
Abstract: International audience; Organic light emitting diodes are one of the most innovative light sources. They do not require semiconductor fabrication techniques like the LED family, they are simple to construct and are used in many original applications. The inconvenient of this product is that it does not have a long lasting useful life with more then 10000 hours. Therefore, this paper will present a parametric method to design an aging model of the OLED based on luminance decay and electrical impedance evolution. Accelerated tests using thermal factor and currentdensity will be applied to large warm white OLED panels. A log-normal model for the luminance decay will be merged withdesign of experiments method to include the stress factors as well as impedance characteristics resulting in an effective degradation model that can estimate the lifetime of the OLED.
Published: 2019
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69. Charge Storage Mechanisms of Single-Layer Graphene in Ionic Liquid

Author: Na Shu, Yanwu Zhu, Jianglin Ye, Kui Xu, Yih-Chyng Wu, Patrice Simon, Kun Ni, Pierre-Louis Taberna, University of Science and Technology of China [Hefei] (USTC), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Aix-Marseille Université - AMU (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), University of Science and Technology of China - USTC (CHINA), Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux - CIRIMAT (Toulouse, France), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), and Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Subjects: Energie électrique, Matériaux, Interfaces, Electrolyte, 010402 general chemistry, Electrochemistry, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Biochemistry, Capacitance, Catalysis, law.invention, Ion, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, chemistry.chemical_compound, Colloid and Surface Chemistry, law, Two dimensional materials, Electrodes, Ions, Graphene, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, General Chemistry, Quartz crystal microbalance, 0104 chemical sciences, Dielectric spectroscopy, chemistry, Chemical engineering, Ionic liquid, Electrical properties
Abstract: International audience; Graphene-based carbon materials are promising candidates for electrical double-layer (EDL) capacitors, and there is considerable interest in understanding the structure and properties of the graphene/electrolyte interface. Here, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM) are used to characterize the ion fluxes and adsorption on single-layer graphene in neat ionic liquid (EMI-TFSI) electrolyte. It is found that a positively charged ion-species desorption and ion reorganization dominate the double-layer charging during positive and negative polarizations, respectively, leading to the increase in EDL capacitance with applied potential.
Published: 2019
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70. Understanding ageing mechanisms of porous carbons in non-aqueous electrolytes for supercapacitors applications

Author: Camelia Matei Ghimbeu, Yinghui Liu, Benoît Soucaze-Guillous, Bénédicte Réty, Patrice Simon, Pierre-Louis Taberna, Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Institut de Science des Matériaux de Mulhouse (IS2M), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), Technocentre Renault [Guyancourt], RENAULT, Aix-Marseille Université - AMU (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Institut universitaire de France - IUF (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université de Strasbourg - UNISTRA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Renault SAS (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), univOAK, Archive ouverte, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )
Subjects: Energie électrique, Activated carbon oxidation, Temperature-programmed desorption coupled with mass spectrometry technique, Matériaux, Energy Engineering and Power Technology, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, Electrolyte, [SPI.MAT] Engineering Sciences [physics]/Materials, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Oligomer, Catalysis, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, chemistry.chemical_compound, Adsorption, Desorption, Electrical and Electronic Engineering, Physical and Theoretical Chemistry, Acetonitrile, Supercapacitor ageing, Supercapacitor, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, 021001 nanoscience & nanotechnology, Surface oxygen functional group, 0104 chemical sciences, chemistry, Chemical engineering, 0210 nano-technology, Carbon, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract: International audience; Two activated porous carbon powders with different surface functional groups content have been electrochemically polarized in tetraethylammonium tetrafluoborate (Et4NBF4) in acetonitrile electrolyte to study their ageing mechanism as supercapacitor electrodes. Temperature-programmed desorption coupled with mass spectrometry technique (TPD-MS) is used to track the change of carbon surface chemistry – surface functional groups and/or adsorption of degradation products occurring upon polarizations. A potentiostatic study of the carbons in a two-compartment cell unveil the catalytic role of water in the ageing mechanism. Combining these results with our previous work, we propose different scenarios to depict the ageing mechanisms of the two carbons. For carbon A, hydrolysis of BF4− at the positive electrode leads to carbon oxidation together with soluble poly-acetonitrile oligomer occurred from reaction between BF4• radicals and acetonitrile. Ageing mechanism is also assumed to set off with the hydrolysis of BF4− for carbon B; but, in here the formed oligomers react with acid functional groups present at the carbon surface to form a protective, passive-like layer at both positive and negative electrodes which hampers a further electrode ageing.
Published: 2019
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71. A SAXS outlook on disordered carbonaceous materials for electrochemical energy storage

Author: María Jáuregui, Afshin Pendashteh, Damien Saurel, Julie Ségalini, Montse Casas-Cabanas, Patrice Simon, Barbara Daffos, Aix-Marseille Université - AMU (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), CIC EnergiGUNE (SPAIN), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), Réseau sur le Stockage Electrochimique de l'Energie - RS2E (Amiens, France), CIC ENERGIGUNE - Parque Tecnol Alava, Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: Energie électrique, Disordered carbons, Materials science, Matériaux, Energy Engineering and Power Technology, chemistry.chemical_element, Battery, Small angle X-ray scattering, 02 engineering and technology, Glassy carbon, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Energy storage, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, medicine, General Materials Science, Graphite, Supercapacitor, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, Scattering, Small-angle X-ray scattering, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, Chemical engineering, chemistry, 0210 nano-technology, Pore structure, Carbon, Activated carbon, medicine.drug
Abstract: International audience; Ordered and disordered carbonaceous materials cover a wide range of the energy storage materials market. In this work a thorough analysis of the Small Angle X-ray Scattering (SAXS) patterns of a number of carbon samples for energy storage (including graphite, soft carbon, hard carbon, activated carbon, glassy carbon and carbide-derived carbon) is shown. To do so, innovative geometrical models to describe carbon X-ray scattering have been built to refine the experimental SAXS data. The results obtained provide a full description of the atomic and pore structures of these carbons that in some cases challenge more traditional models. The correlative analysis of the descriptors here used provide novel insight into disordered carbons and can be used to shed light in charge storage mechanisms and to design improved carbonaceous materials.
Published: 2019
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72. Effect of the carbon microporous structure on the capacitance of aqueous supercapacitors

Author: Abel Marin-Laflèche, Benjamin Rotenberg, Mathieu Salanne, Patrice Simon, Assane Sene, Barbara Daffos, Pierre-Louis Taberna, Matthieu Haefele, Nidhal Ganfoud, Commissariat à l'Energie Atomique et aux énergies alternatives - CEA (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Institut National de la Recherche en Informatique et en Automatique - INRIA (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines -UVSQ (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), Université Paris-Sud 11 (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), PHysicochimie des Electrolytes et Nanosystèmes InterfaciauX (PHENIX), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Maison de la Simulation (MDLS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)
Subjects: Energie électrique, Materials science, Matériaux, Energy Engineering and Power Technology, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, Carbide derived carbon (CDC), 010402 general chemistry, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Capacitance, Supercapacitors, Electrochemistry, General Materials Science, Supercapacitor, Aqueous solution, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, Molecular dynamics simulations, Solvation, Microporous material, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, chemistry, Chemical engineering, Carbide-derived carbon, Cyclic voltammetry, 0210 nano-technology, [CHIM.OTHE]Chemical Sciences/Other, Carbon
Abstract: International audience; Using a combination of cyclic voltammetry experiments and molecular dynamics simulations, we study the effect of microporous carbon structure on the performance of aqueous supercapacitors using carbide derived carbon (CDC) electrodes. The structures investigated by molecular simulations are compatible with the experimental results for CDC synthesized at 800°C, but not with the other two materials (CDC-1100 and YP-50F), which are more graphitic. In fact, the specific capacitance obtained for the latter two are in good agreement with molecular simulations of graphite electrodes, assuming that all the charge is localized in the first plane in contact with the electrode (a very good approximation). Our molecular simulations further allow to examine the solvation of ions inside the electrodes. Unlike what was observed for large organic ions dissolved in acetonitrile, we find that most Na+ cations remain fully solvated. Overall, microporous carbons such as CDCs are good candidates for applications involving aqueous supercapacitors, in particular the harvesting of blue energy or desalination, but their performance remains to be optimized by tailoring their microstructure.
Published: 2019
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73. 3D Hybrid Model of the Axial Flux Motor Accounting Magnet Shape

Author: Dominique Harribey, Yvan Lefèvre, Jean-François Llibre, Théo Carpi, Carole Henaux, Groupe de Recherches en Electrodynamique (LAPLACE-GREM3), LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), IUT Toulouse 2 Blagnac, and Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)
Subjects: Energie électrique, Dependency (UML), Separation of variables, Electromagnétisme, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Magnetization, Permanent magnet, 0103 physical sciences, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electrical and Electronic Engineering, Fourier series, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Axial flux, 010302 applied physics, Physics, 020208 electrical & electronic engineering, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Finite difference method, Mechanics, Modélisation et simulation, Finite element method, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Magnetic field, Magnet shape, Magnet, Magnetic scalar potential
Abstract: International audience; This paper presents a generalization of an analytical model of an axial flux permanent magnet machine to any magnet shape. It uses an existing model which computes the 3D magnetic flux density by the separation of variables and finite difference method. The original magnet shape is modified by adding a radial dependence to the arc pole. It will be shown that this radial dependency has no impact on the problem's resolution. As an example, the model will be computed for a circular magnet shape and will be compared to a finite element analysis. Index Terms-Axial flux, finite difference method, Fourier series, magnetic scalar potential, magnet shape, permanent magnet, separation of variables.
Published: 2019
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74. Characterization of the mass transfer fluxes in a capacitive desalination cell by using FeIII(CN)63−/FeII(CN)64− redox couple as an electrochemical probe

Author: Pierre-Louis Taberna, Assane Sene, Patrice Simon, Barbara Daffos, Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), and Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Subjects: Energie électrique, Cyclic voltammetry, Matériaux, General Chemical Engineering, Capacitive sensing, Activated carbon, Analytical chemistry, 02 engineering and technology, Electrolyte, 010402 general chemistry, Electrochemistry, 01 natural sciences, Redox, Analytical Chemistry, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, Mass transfer, Horizontal scan rate, Chemistry, Flow, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, 021001 nanoscience & nanotechnology, 6. Clean water, 0104 chemical sciences, Volumetric flow rate, Desalinization, Electrode, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; This paper focuses on the characterization of an electrochemical flow cell designed for capacitive desalination, by using the FeIII(CN)63−/FeII(CN)64− redox couple as an electrochemical probe. A relationship between the potential scan rate and the electrolyte flow rate has been first established by defining a dimensionless number, θ. Depending on the θ values, two regime domains – dependent and non-dependent from the flow rate - have been defined. The dimensionless number θ was found to be of great help for defining the suitable flow rate for several carbon based electrodes exhibiting different surface area, using FeIII(CN)63−/FeII(CN)64− redox couple as an electrochemical probe. The proposed electrochemical analysis is a way to optimize the performance of an electrochemical flow cell for capacitive desalination applications.
Published: 2019
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75. Fast Electrochemical Storage Process in Sputtered Nb2O5 Porous Thin Films

Author: Cassandra Arico, Pierre-Louis Taberna, Patrice Simon, Christophe Lethien, Saliha Ouendi, Pascal Roussel, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Lille - ENSCL (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut catholique de Lille - ICL (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Yncrea Hauts de France (FRANCE), Ecole Centrale de Lille (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université d'Artois (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Lille (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis - UVHC (FRANCE), Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), Centrale de Micro Nano Fabrication - IEMN (CMNF - IEMN), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Unité de Catalyse et Chimie du Solide - UMR 8181 (UCCS), Université d'Artois (UA)-Centrale Lille-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Circuits Systèmes Applications des Micro-ondes - IEMN (CSAM - IEMN), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Institut TELECOM/TELECOM Lille1, Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), RS2E, Renatech Network, ANR-16-CE24-0012,MINOTORES,MIcro-supercoNdensateur à porOsité contrôlée pour des applicaTions à fORte densité d'énErgie sur Substrat rigide et flexible(2016), ANR-10-LABX-0076,STORE-EX,Laboratory of excellency for electrochemical energy storage(2010), Centrale de Micro Nano Fabrication - IEMN (CMNF-IEMN), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Centrale Lille Institut (CLIL)-Université d'Artois (UA)-Centrale Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille, and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Subjects: Energie électrique, Fabrication, Materials science, Matériaux, General Physics and Astronomy, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, Electrochemistry, 01 natural sciences, Redox, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, Fast kinetics, chemistry.chemical_compound, Deposition (phase transition), General Materials Science, Thin film, Niobium pentoxide, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Porosity, Nb2O5, business.industry, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, General Engineering, Sputtering, Sputter deposition, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, chemistry, Optoelectronics, Lithium intercalation, 0210 nano-technology, business
Abstract: International audience; The formation of a thin film electrode exhibiting high capacity and high rate capabilities is challenging in the field of miniaturized electrochemical energy storage. Here, we present an elegant strategy to tune the morphology and the properties of sputtered porous Nb2O5 thin films deposited on Si-based substrates via the magnetron sputtering deposition technique. Kinetic analysis of the redox reactions is studied to qualify the charge storage process, where we observe a non-diffusion-controlled mechanism within the porous niobium pentoxide thin film. To improve the surface capacity of the Nb2O5 porous electrode, the thickness is progressively increased up to 0.94 μm, providing a surface capacity close to 60 μAh.cm-2 at 1 mV.s-1. The fabrication of high energy density miniaturized power sources based on the optimized T-Nb2O5 films could be achieved for Internet of Things applications requiring high rate capability.
Published: 2019
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76. Physical origin of the gate current surge during short-circuit operation of SiC MOSFET

Author: David Trémouilles, François Boige, Frédéric Richardeau, LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Convertisseurs Statiques (LAPLACE-CS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Subjects: Energie électrique, Materials science, 4H-SiC MOSFET, Gate dielectric, Semiconductor device modeling, Short-circuit, 01 natural sciences, Gate oxide, 0103 physical sciences, MOSFET, gate oxide, SiC MOSFET, Electrical and Electronic Engineering, Power MOSFET, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, 010302 applied physics, business.industry, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Schottky diode, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Logic gate, Optoelectronics, business, Short circuit, Fowler-Nordheim, Schottky emission
Abstract: International audience; During the short circuit of a vertical 4H-SiCpower MOSFET, a high gate current starts to flow throughthe gate dielectric. We demonstrate that the Schottky emis-sion is the main physical mechanisms.
Published: 2019
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77. Energy management optimization of a smart wind power plant comparing heuristic and linear programming methods

Author: Xavier Roboam, Bruno Sareni, Christophe Turpin, Sandra Ulrich Ngueveu, David Hernández-Torres, R. Bourbon, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Équipe Recherche Opérationnelle, Optimisation Combinatoire et Contraintes (LAAS-ROC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Groupe ENergie Electrique et SYStémique (LAPLACE-GENESYS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Subjects: [INFO.INFO-CC]Computer Science [cs]/Computational Complexity [cs.CC], Mathematical optimization, Energie électrique, General Computer Science, Linear programming, Power station, Energy management, Heuristic (computer science), Computer science, 010103 numerical & computational mathematics, 02 engineering and technology, Linear programming Optimization, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Theoretical Computer Science, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Heuristic method, 0101 mathematics, Numerical Analysis, Wind power, [INFO.INFO-GT]Computer Science [cs]/Computer Science and Game Theory [cs.GT], business.industry, Applied Mathematics, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Storage management, [INFO.INFO-RO]Computer Science [cs]/Operations Research [cs.RO], Solver, Grid, 13. Climate action, Modeling and Simulation, Systems design, 020201 artificial intelligence & image processing, Smart wind power plant, business
Abstract: International audience; This paper aims at optimizing the energy management of a smart power plant composed of wind turbines coupled with a Lithium Ion storage device in order to fulfill a power production commitment to the utility grid. The application of this case study is typically related to islanded electric grids. Our work particularly investigates and compares two classes of energy management strategies for design purpose: a first capable of providing the global optimum of the power flow planning from a Linear Programming (LP) approach thanks to a priori knowledge of future events in the environment; a second, based on a classical control heuristic without any a priori knowledge on the future, applicable in real time. Beyond the future objectives in terms of system design (techno-economical sizing optimization), the comparison of both approaches also aims at improving the predefined heuristic from the analysis of the ideal reference provided by the global LP optimizer. In this scope, a linear power flow model of the power plant is developed in compliance with a LP solver (Cplex). A particular attention is paid to the techno-economic optimization including storage cost evaluation, commitment failure penalties and exploitation gains. Simulations and optimizations are carried out over one year in order to take variability and seasonal features of the wind potential into account.
Published: 2019
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78. Influences from solvents on charge storage in titanium carbide MXenes

Author: Patrick Urbankowski, Yury Gogotsi, Tyler S. Mathis, Naresh C. Osti, Patrice Simon, Zifeng Lin, Lukas Vlcek, Christine B. Hatter, Asia Sarycheva, Takeshi Torita, Xuehang Wang, Eugene Mamontov, Madhusudan Tyagi, Ke Li, Drexel University, Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Sichuan University [Chengdu] (SCU), Oak Ridge National Laboratory [Oak Ridge] (ORNL), UT-Battelle, LLC, University of Tennessee [Chattanooga] (UTC), Murata Manufacturing (JAPAN), NIST Center for Neutron Research, National Institute of Standards and Technology [Gaithersburg] (NIST), University of Maryland [Baltimore], Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Drexel University (USA), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), National Institute of Standards and Technology - NIST (USA), Sichuan University - SCU (CHINA), Sorbonne Université (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), University of Maryland (USA), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), University of Tennessee - UT (USA), Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux - CIRIMAT (Toulouse, France), Oak Ridge National Laboratory - ORNL (Oak Ridge, USA), NIST Center for Neutron Research (Gaithersburg, USA), Réseau sur le Stockage Electrochimique de l'Energie - RS2E (Amiens, France), and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Subjects: Energie électrique, Materials science, Matériaux, Energy Engineering and Power Technology, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, Electrolyte, 010402 general chemistry, Electrochemistry, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Energy storage, Titanium carbide, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, chemistry.chemical_compound, Supercapacitor, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Solvent, Fuel Technology, chemistry, Chemical engineering, Lithium, 0210 nano-technology, MXenes
Abstract: International audience; Pseudocapacitive energy storage in supercapacitor electrodes differs significantly from the electrical double-layer mechanism of porous carbon materials, which requires a change from conventional thinking when choosing appropriate electrolytes. Here we show how simply changing the solvent of an electrolyte system can drastically influence the pseudocapacitive charge storage of the two-dimensional titanium carbide, Ti3C2 (a representative member of the MXene family). Measurements of the charge stored by Ti3C2 in lithium-containing electrolytes with nitrile-, carbonate- and sulfoxide-based solvents show that the use of a carbonate solvent doubles the charge stored by Ti3C2 when compared with the other solvent systems. We find that the chemical nature of the electrolyte solvent has a profound effect on the arrangement of molecules/ions in Ti3C2, which correlates directly to the total charge being stored. Having nearly completely desolvated lithium ions in Ti3C2 for the carbonate-based electrolyte leads to high volumetric capacitance at high charge–discharge rates, demonstrating the importance of considering all aspects of an electrochemical system during development.
Published: 2019
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79. Electrochemical study of pseudocapacitive behavior of Ti3C2Tx MXene material in aqueous electrolytes

Author: Zifeng Lin, Pierre-Louis Taberna, Patrice Simon, Kui Xu, Hui Shao, Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Sichuan University - SCU (CHINA), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Subjects: Energie électrique, Materials science, Matériaux, Energy Engineering and Power Technology, 02 engineering and technology, Electrolyte, 010402 general chemistry, Electrochemistry, 01 natural sciences, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, Solution of Schrödinger equation for a step potential, General Materials Science, Pseudocapacitance, Ohmic contact, Horizontal scan rate, Surface process, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, Drop (liquid), [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Bulk process, Chronoamperometry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, Chemical engineering, MUSCA, Electrode, Ti3C2Tx MXene, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; In this paper, a multiple potential step chronoamperometry (MUSCA) technique is used to analyze the electrochemical behavior of pseudocapacitive Ti3C2Tx MXene material. MUSCA allows for reconstruction of cyclic voltammograms with considerably lower ohmic drop contribution. As such, the voltammogram current responses from the surface and bulk processes can be precisely deconvoluted at any given potentials, especially at high scan rates. An electrochemical kinetic analysis of the Ti3C2Tx electrode using the calculated voltammograms showed that the surface process dominates at higher scan rate while the bulk process takes over at the low scan rate in both acidic and alkaline electrolytes. By minimizing the ohmic drops, the MUSCA method is presented to be a useful tool to study the natural electrochemical behavior of pseudocapacitive electrodes and to help designing better energy storage systems.
Published: 2019
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80. The assessment of electricity in Spain

Author: Mendoza Hernández, David and Mendoza Hernández, David
Abstract: Electrical energy taxation in Spain is characterised by a high normative and instrumental dispersion caused by the game of powers in a state with autonomous communities, and also by widespread lack of coherence of these kind of instruments and their environmental objectives. The electricity tariff deficit that the Spanish electrical system carries since decades ago explains the collecting objective of the majority of these taxes. This article looks over the configuration of the main taxes on electricity at the two principle levels of competency in this country: state and autonomous communities. The article ends with a future perspective based on a posible Energy Union and a necessary green tax shift in Spain., El gravamen de la energía eléctrica en España se caracteriza por una alta dispersión normativa y de instrumentos tributarios que son consecuencia del juego de competencias y poderes del Estado autonómico, así como por una generalizada falta de coherencia de estos instrumentos fiscales con los objetivos medioambientales que proclaman perseguir. Partiendo del déficit de tarifa que lleva arrastrando el sistema eléctrico español durante décadas y que explica el afán recaudatorio de muchas de estas figuras, el presente artículo revisa la configuración de los principales tributos que recaen sobre la energía eléctrica a nivel estatal y autonómico, terminando con una perspectiva a futuro con base en una posible Unión de la Energía y una necesaria reforma fiscal verde en España., La taxation de l'électricité en Espagne se caractérise par une forte dispersion réglementaire et des instruments fiscaux qui sont la conséquence du jeu des pouvoirs et des pouvoirs de l'État autonome, ainsi que par un manque généralisé de cohérence de ces instruments fiscaux avec les objectifs environnementaux qu'ils proclament chasser Partant du déficit tarifaire qui traîne le système électrique espagnol depuis des décennies et qui explique l'empressement à collecter un grand nombre de ces chiffres, cet article passe en revue la configuration des principales taxes qui pèsent sur l'électricité au niveau étatique et régional, se terminant par une perspective d'avenir basée sur une éventuelle union de l'énergie et une nécessaire réforme fiscale verte en Espagne.
Published: 2019

81. Full wave modulation applied to 3-level FC and NPC inverters

Author: Guillaume Gateau, Najoua Erroui, Nicolas Roux, LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Convertisseurs Statiques (LAPLACE-CS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Groupe ENergie Electrique et SYStémique (LAPLACE-GENESYS), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UPS (FRANCE), Pistre, Karine, and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Subjects: Modulation, Energie électrique, Computer science, [SPI.OTHER] Engineering Sciences [physics]/Other, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, 020206 networking & telecommunications, Multilevel converter, 02 engineering and technology, Converters, Power (physics), Control strategy, Harmonics, Specific power, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electronic engineering, Harmonic, Inverter, 020201 artificial intelligence & image processing, Power losses, Pulse-width modulation, Voltage
Abstract: International audience; The multi-level converters are more and more used for high power medium voltage applications. They seem to be the best option to reduce the weight of the converter and still have high efficiency. However, they should be used with an adapted control strategy to reduce their power losses that could be high due to the used high switching frequencies and also to improve the output harmonics quality. The commonly used PWM strategy can lead to high switching losses and less output harmonic content in comparison with full wave modulation. This paper aims to explain the limits of PWM modulation for our application and the advantages of full wave modulation adapted to multilevel converters. These control strategies will be compared for 3-level FC, and 3-level NPC topologies and their effect on the converter weight and performances will be studied to find the most interesting solution regarding specific power and inverter efficiency.
Published: 2019

82. Text mining assisted review of the literature on Li-O 2 batteries

Author: Clare P. Grey, Céline Merlet, Alejandro A. Franco, Pieter C. M. M. Magusin, Amangeldi Torayev, Laboratoire réactivité et chimie des solides - UMR CNRS 7314 (LRCS), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), University of Cambridge [UK] (CAM), Advanced Lithium Energy Storage Systems - ALISTORE-ERI (ALISTORE-ERI), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Institut Universitaire de France (IUF), Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Institut universitaire de France - IUF (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), University of Cambridge (UNITED KINGDOM), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), Advanced Lithium Energy Storage Systems - ALISTORE (Amiens, France), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), and Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Subjects: Key articles, Energie électrique, Bibliometric analysis, Text mining, Process (engineering), Matériaux, 02 engineering and technology, Scientific field, text mining, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Field (computer science), Machine learning, General Materials Science, Chemistry (relationship), business.industry, Lithium oxygen batteries, Sign (semiotics), 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Data science, Atomic and Molecular Physics, and Optics, 0104 chemical sciences, [CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, lithium oxygen batteries, machine learning, [INFO.INFO-IR]Computer Science [cs]/Information Retrieval [cs.IR], [SDE]Environmental Sciences, 0210 nano-technology, business
Abstract: The high theoretical capacity of Li-O2 batteries attracts a lot of attention and this field has expanded significantly in the last two decades. In a more general way, the large number of articles being published daily makes it difficult for researchers to keep track of the progress in science. Here we develop a text mining program in an attempt to facilitate the process of reviewing the literature published in a scientific field and apply it to Li-O2 batteries. We analyze over 1800 articles and use the text mining program to extract reported discharge capacities, for the first time, which allows us to show the clear progress made in recent years. In this paper, we focus on three main challenges of Li-O2 batteries, namely the stability-cyclability, the low practical capacity and the rate capability. Indeed, according to our text mining program, articles dealing with these issues represent 86% of the literature published in the field. For each topic, we provide a bibliometric analysis of the literature before focusing on a few key articles which allow us to get insights into the physics and chemistry of such systems. We believe that text mining can help readers find breakthrough papers in a field (e.g. by identifying papers reporting much higher performances) and follow the developments made at the state of the art (e.g. by showing trends in the numbers of papers published—a decline in a given topic probably being the sign of limitations). With the progress of text mining algorithms in the future, the process of reviewing a scientific field is likely to become more and more automated, making it easier for researchers to get the ‘big picture’ in an unfamiliar scientific field.
Published: 2019
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83. Original optimization procedures of halbach permanent magnet segmented array

Author: Yvan Lefèvre, Jean-François Llibre, Sarah Touhami, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Groupe de Recherches en Electrodynamique (LAPLACE-GREM3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Subjects: Optimization, 010302 applied physics, Energie électrique, Computer science, Computation, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Halbach Array, Halbach,Optimization, Electromagnétisme, 01 natural sciences, Thickness Permanent Magnet Halbach, [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, Halbach array, Magnet, 0103 physical sciences, 010306 general physics, Algorithm, Thickness Permanent Magnet, Sequential quadratic programming
Abstract: International audience; This paper presents a direct design and optimization procedures of an arbitrary PM Halbach Segmented Array. The direct design is based on the ideal PM Halbach definition. The arc width, magnitude and orientation of polarization of each segment are taken as optimization variables after calculation of PM thickness. A new optimization procedure based on integration of Least Square Method inside the well-known Sequential Quadratic Programming method is proposed to improve the optimization results and to reduce time computation.
Published: 2019
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84. Thermal Oxidation of Carbonaceous Nanomaterials Revisited: Evidence of Mechanism Changes

Author: Emmanuel Picheau, Ferdinand Hof, Alain Derré, Alain Pénicaud, Barbara Daffos, Centre de Recherche Paul Pascal (CRPP), Université de Bordeaux (UB)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Bordeaux (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), ANR-16-CE17-0005,GENMSMD,Dissection génétique de la Susceptibilité Mendélienne aux infections mycobactériennes chez l'homme(2016), ANR-16-CE24-0008,EdgeFiller,Remplissage sélectif des bords de nanotubes de carbone aplatis pour utilisation en nanoélectronique(2016), and Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Subjects: Thermal oxidation, Thermogravimetric analysis, Energie électrique, Materials science, Order of reaction, Matériaux, Carbon nanotubes, Thermodynamics, 02 engineering and technology, Activation energy, 010402 general chemistry, Kinetic energy, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Chemical reaction, Catalysis, Isothermal process, Carbon black, 010405 organic chemistry, General Medicine, General Chemistry, Partial pressure, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 010406 physical chemistry, 0104 chemical sciences, Kinetics, 13. Climate action, Graphite, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; Kinetic data, for example, activation energy and reaction order, are crucial for the understanding of chemical reactions and processes. Here, we describe a novel method for obtaining kinetic data based on thermogravimetric measurements (TGA) that exploits in each measurement multiple successive isothermal steps (SIS). We applied this method to the notoriously challenging carbon combustion process for vastly different carbons for oxygen molar fractions between 1.4 % and 90 %. Our obtained apparent EA values are within the wide range of results in the literature and vary in a systematic way with the oxygen partial pressure. The improved accuracy and large amount of obtainable data allowed us to show that the majority of experimentally obtained apparent data for apparent EA are neither in a kinetic regime nor in a diffusion‐controlled one but rather in a transition regime.
Published: 2019
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85. Sparsely Pillared Graphene Materials for High-Performance Supercapacitors: Improving Ion Transport and Storage Capacity

Author: Florence Duclairoir, Lionel Dubois, Barbara Daffos, Pierre-Louis Taberna, Gaël De Paëpe, Olivier Crosnier, Harish Banda, Patrice Simon, Sandy Périé, Daniel Lee, Commissariat à l'Energie Atomique et aux énergies alternatives - CEA (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Conception d’Architectures Moléculaires et Processus Electroniques (CAMPE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN), Magnetic Resonance (RM ), Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Magnetic Resonance (RM), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), and Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Subjects: Energie électrique, Materials science, Matériaux, Oxide, General Physics and Astronomy, Pillared graphene, Nanotechnology, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, Electrochemistry, 01 natural sciences, Article, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, law.invention, chemistry.chemical_compound, Interlayer galleries, Graphene hydrogel, law, Supercapacitors, [CHIM]Chemical Sciences, Molecule, General Materials Science, Bifunctional, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Supercapacitor, Graphene, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, General Engineering, Ion sieving, Sorption, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, chemistry, Covalent bond, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; Graphene-based materials are extensively studied as promising candidates for supercapacitors (SCs) owing to the high surface area, electrical conductivity, and mechanical flexibility of graphene. Reduced graphene oxide (RGO), a close graphene-like material studied for SCs, offers limited specific capacitances (100 F·g–1) as the reduced graphene sheets partially restack through π–π interactions. This paper presents pillared graphene materials designed to minimize such graphitic restacking by cross-linking the graphene sheets with a bifunctional pillar molecule. Solid-state NMR, X-ray diffraction, and electrochemical analyses reveal that the synthesized materials possess covalently cross-linked graphene galleries that offer additional sites for ion sorption in SCs. Indeed, high specific capacitances in SCs are observed for the graphene materials synthesized with an optimized number of pillars. Specifically, the straightforward synthesis of a graphene hydrogel containing pillared structures and an interconnected porous network delivered a material with gravimetric capacitances two times greater than that of RGO (200 F·g–1vs 107 F·g–1) and volumetric capacitances that are nearly four times larger (210 F·cm–3vs 54 F·cm–3). Additionally, despite the presence of pillars inside the graphene galleries, the optimized materials show efficient ion transport characteristics. This work therefore brings perspectives for the next generation of high-performance SCs.
Published: 2019
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86. Nanocomposites materials based on conductive oxides for electric power generation to humid environments and for new electrocatalytic applications

Author: Ledoux, Valentin, STAR, ABES, Centre des Matériaux des Mines d'Alès (C2MA), IMT - MINES ALES (IMT - MINES ALES), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), IMT - MINES ALES - IMT - Mines Alès Ecole Mines - Télécom, Alexeï Evstratov, and José-Marie Lopez-Cuesta
Subjects: Hydroxyl radicals, Electric energy, Tin dioxide, [CHIM.MATE] Chemical Sciences/Material chemistry, Énergie électrique, Oxyde d'étain, Conductive oxides, Oxydes conducteurs, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Radicaux hydroxyles, Electrocatalyse, Electrocatalysis, Nanocomposites
Abstract: An "Unusual" behavior of oxide anodes in aqueous media, compared with metal anodes, began to attract the attention of researchers as early as the 1960s. During the activation process, electrons placed in the valence band (VB) of a semiconductor material leave their energy level and move towards the conduction band (CB) thereby forming electronic holes able to proceed at the direct oxidation of adsorbed hydroxyl anions, thereby transforming them into hydroxyl radicals HO•, which are extremely powerful oxidizing agents. This consideration makes it possible to explain why the oxidation of organic pollutants in water is always higher on the oxide anodes than on the metal anodes. The reaction cycle is as follows:H2O + MOx ["Catalytic" site] MOx•HO•ads + H+ + 1 e- then MOx•HO•ads + RH MOx + H2O + R’Although widely used in electrocatalysis water depollution processes, the mechanism describing the interactions between oxide anodes and water is poorly understood.The ambition of this thesis is to demonstrate the feasibility of recovering electrical charges from water using a metal oxide anode, SnO2:F was chosen as the model anode. The demonstration of this hypothesis follows 5 steps: 1. Understand why water is able to behave as a reducing agent and therefore share its electric charge with external consumers through metal oxide surfaces. 2.Conceptualize the mode of action of oxide anodes in humid environments. Develop a clear vision on the mechanism of this phenomenon, study it in detail and objectively confirm its main stages through experimental results. 3.Conceptualize, from the point of view of chemical compositions as well as physicochemical and electro-physical properties, promising active materials applicable as generators of elementary electrical charges from wetlands. 4.Choose, develop and test appropriate active materials, that is to say, meet the requirements, in terms of chemical compositions and electro-physical properties, fixed in the previous point. 5.Conclude by the proposal of a method of estimating the energy efficiency of the process under development and the prospects of applications., Un comportement « inhabituel » des anodes d'oxyde dans les milieux aqueux, par rapport aux anodes métalliques, a commencé à attirer l'attention des chercheurs dès les années 1960. Pendant le processus d'activation, les électrons placés dans la bande de valence (VB) d'un corps semi-conducteur quittent leur niveau d'énergie et se déplacent vers la bande de conduction (CB) formant ainsi des trous électroniques capables de procéder à une oxydation directe des anions d’hydroxyles adsorbés , les transformant ainsi en radicaux hydroxyles HO•, qui sont des agents oxydants extrêmement puissants. Cette considération permet d’expliquer pourquoi l'oxydation des polluants organiques dans l'eau est toujours plus élevée sur les anodes d'oxyde que sur les anodes métalliques. Le cycle réactionnel est le suivant :H2O + MOx [site « Catalytique »] MOxHO•ads + H+ + 1 e- puis MOxHO•ads + RH MOx + H2O + R’Bien que largement utilisé dans les procédés de dépollution de l’eau par électrocatalyse, le mécanisme décrivant les interactions entre les anodes d’oxydes et l’eau est mal connu.L’ambition de cette thèse est de démontrer la faisabilité de la récupération de charges électriques à partir de l’eau en utilisant une anode d’oxyde métallique, SnO2:F a été choisi comme anode modèle. La démonstration de cette hypothèse passe en 5 étapes : 1.Comprendre pourquoi l’eau est capable de se comporter en tant qu’agent réducteur et donc partager sa charge électrique avec des consommateurs extérieurs au travers des surfaces d’oxydes métalliques. 2.Conceptualiser le mode d’action des anodes d’oxydes dans les milieux humides. Développer une vision claire sur le mécanisme de ce phénomène, l’étudier de façon détaillée et confirmer objectivement ses étapes principales par l’intermédiaire de résultats expérimentaux. 3.Conceptualiser, tant du point de vue des compositions chimiques que des propriétés physico-chimiques et électro-physiques, des matériaux actifs prometteurs applicables en tant que générateurs de charges électriques élémentaires à partir des milieux humides. 4.Choisir, élaborer et tester des matériaux actifs appropriés, c’est-à-dire répondant aux exigences, en terme de compositions chimiques et de propriétés électro-physiques, fixées au cours du point précédent. 5.Conclure par la proposition d’une méthode d’estimation de l’efficacité énergétique du procédé en cours de développement et sur les perspectives d’applications.
Published: 2019

87. Design of Electric Machine Taking Into Account the Partial Discharges Phenomena for Future Hybrid Propelled Aircrafts

Author: Philippe Collin, Sarah Touhami, David Malec, Yvan Lefèvre, Jean-Francois LLIBRE, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Groupe de Recherches en Electrodynamique (LAPLACE-GREM3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Matériaux Diélectriques dans la Conversion d’Energie (LAPLACE-MDCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Subjects: Energie électrique, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Design of electric motor, High specific power, Partial Discharge
Abstract: International audience; Designing the electric motors to propel an aircraft represents a huge challenge. The constraint of weight requires such machines to be compact. Besides, the high specific power necessary (a few kW/kg, machine cooling included) leads to an increase of the voltage range of stator winding. Such characteristics increase considerably the risk of partial discharges (PD) in the stator winding. In this paper, the design of electric motors aimed to propel a future hybrid aircraft will be presented. It will be realized using 2 tools.
Published: 2019

88. In Situ Magnetic Resonance Imaging of a Complete Supercapacitor Giving Additional Insight on the Role of Nanopores

Author: Mohamed-Ramzi Ammar, Elodie Salager, Charles-Emmanuel Dutoit, Michaël Deschamps, Patrice Simon, Vincent Sarou-Kanian, Ghenima Oukali, Encarnacion Raymundo-Piñero, Aix-Marseille Université - AMU (FRANCE), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), Université d'Orléans (FRANCE), Conditions Extrêmes et Matériaux : Haute Température et Irradiation (CEMHTI), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université d'Orléans (UO), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université d'Orléans (UO)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: Nanopore, Energie électrique, Materials science, Matériaux, General Physics and Astronomy, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Capacitance, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, Ion, Nuclear magnetic resonance, Adsorption, Magnetic resonance imaging, Nanopor, General Materials Science, Supercapacitor, Nanoporous, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, General Engineering, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Carbon, 0104 chemical sciences, [CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, Chemical engineering, chemistry, Electrode, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; Nuclear magnetic resonance is one of therare techniques able to probe selectively the ions inside thenanoporous network in supercapacitor devices. With amagnetic resonance imaging method able to detect all ions(adsorbed and nonadsorbed), we record one-dimensionalconcentration profiles of the active ions in supercapacitorswith an electrode configuration close to that used inindustry. Larger anionic concentration changes are probedupon charge and discharge in a carbide-derived carbon(CDC) with micropores smaller than 1 nm compared to aconventional nanoporous carbon (CC) with a largerdistribution of pore sizes, up to 2 nm. They highlight theincreased interaction of the anions with CDC and provide a better understanding of the enhanced capacitance in CDC-based supercapacitors.
Published: 2019
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89. Scaling of wind energy conversion system for time-accelerated and size-scaled experiments

Author: Christophe Turpin, Joaquin Pulido, Andy Varais, Javier M. Cabello, Eric Bru, Fabien Lacressonniere, Xavier Roboam, LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Groupe ENergie Electrique et SYStémique (LAPLACE-GENESYS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Universidad Nacional de Rosario [Santa Fe], Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Universidad Nacional de Rosario - UNR (ARGENTINA), and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Subjects: Battery (electricity), Energie électrique, Similarity (geometry), General Computer Science, Computer science, 010103 numerical & computational mathematics, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Turbine, Similarity, Theoretical Computer Science, Control theory, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 0101 mathematics, Scaling, Hardware-in-the-loop (HIL), Numerical Analysis, Mathematical model, Applied Mathematics, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Process (computing), Hardware-in-the-loop simulation, Dimensional analysis, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, Wind energy conversion, Wind system, Modeling and Simulation, Time acceleration, 020201 artificial intelligence & image processing
Abstract: International audience; This paper presents a scaling methodology based on dimensional analysis and applicable to systems’ mathematical models. The main goal of this research is to propose time-accelerated and size-scaled HIL (Hardware In the Loop) experiments, while keeping similarity with respect to the dynamics of the original system. The scaling process is presented using a simple wind turbine model. The scaling method is validated through simulations in which a wind turbine model and an electrochemical battery model are connected together. Finally, an experimental real-time validation is performed using physical emulators.
Published: 2019
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90. Anionic Redox Activity in a Newly Zn-Doped Sodium Layered Oxide P2-Na2/3 Mn1− y Zn y O2 (0 < y < 0.23)

Author: Bai, Xue, Sathiya, Mariyappan, Mendoza-Sanchez, Beatriz, Iadecola, Antonella, Vergnet, Jean, Dedryvère, Rémi, Saubanère, Matthieu, Abakumov, Artem, Rozier, Patrick, Tarascon, Jean‐Marie, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut des sciences analytiques et de physico-chimie pour l'environnement et les materiaux (IPREM), Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier (ICGM ICMMM), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Chaire Chimie du solide et énergie, Chimie du solide et de l'énergie (CSE), Collège de France (CdF (institution))-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Collège de France (CdF (institution))-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Project: 670116,H2020,ERC-2014-ADG,ARPEMA(2015), European Project: 646433,H2020,H2020-LCE-2014-3,NAIADES(2015), Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier (ICGM), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), and Collège de France - Chaire Chimie du solide et énergie
Subjects: Energie électrique, Oxygen activity, [CHIM.POLY]Chemical Sciences/Polymers, Layered oxides, Matériaux, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Anionic redox, Na-ion batteries, Na‐ion batteries, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials
Abstract: International audience; The revival of the Na‐ion battery concept has prompted intense research activities toward new sustainable Na‐based insertion compounds and their implementation in full Na‐ion cells. Efforts are parted between Na‐based polyanionic and layered compounds. For the latter, there has been a specific focus on Na‐deficient layered phases that show cationic and anionic redox activity similar to a Na0.67Mn0.72Mg0.28O2 phase. Herein, a new alkali‐deficient P2‐Na2/3Mn7/9Zn2/9O2 phase using a more electronegative element (Zn) than Mg is reported. Like its Mg counterpart, this phase shows anionic redox activity and no O2 release despite evidence of cationic migration. Density functional theory (DFT) calculations show that it is the presence of an oxygen nonbonding state that triggers the anionic redox activity in this material. The phase delivers a reversible capacity of 200 mAh g−1 in Na‐half cells with such a value be reduced to 140 mAh g−1 in full Na‐ion cells which additionally shows capacity decay upon cycling. These findings establish Na‐deficient layered oxides as a promising platform to further explore the underlying science behind O2 release in insertion compounds based on anionic redox activity.
Published: 2018
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91. Large Intercalation Pseudocapacitance in 2D VO2(B): Breaking through the Kinetic Barrier

Author: Husam N. Alshareef, Chuan Xia, Yungang Zhou, Chao Zhao, Zhiguo Wang, Patrick Rozier, Zifeng Lin, Hanfeng Liang, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), King Abdullah University of Science and Technology - KAUST (SAUDI ARABIA), Sorbonne Université (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), University of Electronic Science and Technology of China - UESTC (CHINA), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux - CIRIMAT (Toulouse, France), King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), University of Electronic Science and Technology of China [Chengdu] (UESTC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), University of Electronic Science and Technology of China (UESTC), and Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Subjects: Energie électrique, Materials science, Nanostructure, Matériaux, Kinetics, Intercalation (chemistry), 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, Kinetic energy, 01 natural sciences, Pseudocapacitance, Ion, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, symbols.namesake, Intercalation, General Materials Science, 2D, Mechanical Engineering, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Interaction energy, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, Ultrathin, Kinetic barrier, Mechanics of Materials, Chemical physics, symbols, van der Waals force, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; VO2 (B) features two lithiation/delithiation processes, one of which is kinetically facile and has been commonly observed at 2.5 V versus Li/Li+ in various VO2 (B) structures. In contrast, the other process, which occurs at 2.1 V versus Li/Li+, has only been observed at elevated temperatures due to large interaction energy barrier and extremely sluggish kinetics. Here, it is demonstrated that a rational design of atomically thin, 2D nanostructures of VO2 (B) greatly lowers the interaction energy and Li+‐diffusion barrier. Consequently, the kinetically sluggish step is successfully enabled to proceed at room temperature for the first time ever. The atomically thin 2D VO2 (B) exhibits fast charge storage kinetics and enables fully reversible uptake and removal of Li ions from VO2 (B) lattice without a phase change, resulting in exceptionally high performance. This work presents an effective strategy to speed up intrinsically sluggish processes in non‐van der Waals layered materials.
Published: 2018
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92. Overvoltage at motor terminals in SiC-based PWM drives

Author: Bouazza Taghia, Bernardo Cougo, Hubert Piquet, Jean-Pierre Carayon, David Malec, Antoine Belinger, IRT Saint Exupéry - Institut de Recherche Technologique, Groupe ENergie Electrique et SYStémique (LAPLACE-GENESYS), LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Matériaux Diélectriques dans la Conversion d’Energie (LAPLACE-MDCE), Matériaux et Procédés Plasmas (LAPLACE-MPP), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), IRT Saint Exupéry - Institut de Recherche Technologique (FRANCE), Laboratoire Plasma et Conversion d'Energie - LAPLACE (Toulouse, France), and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Subjects: Energie électrique, Adjustable Speed Drives (ASD)- More Electrical Aircraft (MEA), Materials science, General Computer Science, Partial Discharges, 010103 numerical & computational mathematics, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Theoretical Computer Science, Disruptive technology, More Electric Aircraft, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, SiC inverter, 0101 mathematics, Overvoltage, Frequency modeling, Numerical Analysis, business.industry, Applied Mathematics, Adjustable Speed Drives (ASD), [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Electrical engineering, Power (physics), Voltage overshoot, Modeling and Simulation, Harness, Inverter, 020201 artificial intelligence & image processing, Transient (oscillation), business, Pulse-width modulation, Voltage
Abstract: International audience; Key points in the development of More Electrical Aircraft (MEA) are currently DC power distribution in higher voltage levels (540 V) and the use of disruptive technology such as Wide BandGap (WBG) semiconductors in power inverters. Using WBG components (SiC and GaN) increases the power converter mass density. However, fast switching of WBG components (tens of kV/s) induces voltage transient overshoots due to parasitic elements within the inverter. In addition, propagation and reflection phenomena along the harness connected to this inverter, even for small lengths, cause a significant voltage overshoot across the loads. Such overvoltage in Adjustable Speed Drives (ASD: association of inverter, harness and motor) supplied by the new HVDC 540 V aeronautical network could be fatal for the Electrical Insulation System (EIS). This paper proposes a fast and accurate modeling methodology to predict transient overvoltage; it allows us to analyze the impact of SiC inverter technology on overvoltage at motor terminals.
Published: 2018
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93. Etude de dégradations des performances de Piles à Combustible PEM BT alimentées en H2/O2 lors de campagnes d'endurance : du suivi de l'état de santé en opération à la modélisation du vieillissement

Author: Tognan, Malik, Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), and Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Subjects: Energie électrique, Dégradation des performances, Caractérisation, Modélisation, Autodécharges, Crossover H2, Hybridation directe, Diagnostic, Oxydation du Pt, PEM, Pertes réversibles, Pile à Combustible, Vieillissement
Abstract: Les travaux développés dans cette thèse traitent de la thématique du vieillissement des Piles à Combustible (PàC) à Membranes Echangeuses de Protons Basse Température (PEM BT). L’utilisation d’une PàC dans un contexte stationnaire à l’intérieur d’une batterie H2 (tandem PàC/Electrolyseur avec un étage de stockage H2 voire O2) est envisagée dans le cadre du déploiement d’un micro-réseau insulaire basé sur des sources d’énergie renouvelables (éolien et photovoltaïque). Deux aspects connexes associés à l’utilisation de la PàC et à son vieillissement dans cet environnement sont investigués dans ce travail de thèse : d’une part la manière dont les performances de la PàC et son rendement vont se dégrader au cours du temps et d’autre part les méthodes et outils qui vont être utilisés pour évaluer son état de santé durant sa période d’activité. La première de ces deux thématiques est abordée via l’étude d’une base de données d’essais en endurance à courant constant effectués sur des prototypes de stack PEM BT fonctionnant en H2/O2. L’hétérogénéité du vieillissement pour les différents stacks testés est mise en avant, de même que le découplage entre les pertes d’étanchéité interne et les dégradations des performances en tension au courant nominal durant les différentes campagnes. Une méthodologie proposant une dissociation des dynamiques réversibles et irréversibles de décroissance de la tension de la PàC au cours du temps est ensuite exposée et sert de base à la construction d’un modèle de dégradation de la tension sur un fonctionnement à courant fixe. Le modèle montre des résultats encourageants et une perspective liée à son utilisation dans le cadre du pronostic est suggérée. La question de la sensibilité du vieillissement aux variations dynamiques de la charge est ensuite abordée de manière complémentaire à ces essais d’endurance (effectués à charge constante) via une campagne de vieillissement effectuée sur des monocellules hybridées ou non directement par des supercondensateurs et cyclant sur un profil de courant dynamique. Une comparaison des évolutions des performances des monocellules au cours du temps dans les deux cas (hybridé et non-hybridé) est effectuée et met en avant l’effet du cyclage dynamique sur la dégradation des performances des PàC. La deuxième thématique touchant les méthodes et outils dédiés à l’évaluation de l’état de santé de la PàC durant son fonctionnement est introduite dans la suite de ces travaux en se penchant notamment sur une des causes majeures de la fin de vie des PàC : l’accroissement du crossover d’H2 vers l’O2 lié à la perte d’étanchéité interne de la membrane. Des mesures de tension à vide (OCV) effectuées lors de phases d’arrêt/démarrage sont scrutées a posteriori pour une des campagnes de la base de données d’essais en endurance. L’objectif est de rechercher des éventuelles corrélations entre l’accroissement des fuites internes et l’évolution de ces mesures au cours du temps afin de développer des potentiels indicateurs des fuites internes. Une séquence opératoire de mise en gaz mettant en avant un lien entre le niveau de crossover d’H2 et la vitesse d’effondrement de l’OCV pour certaines cellules du stack est identifiée et reproduite à l’occasion d’une campagne complémentaire d’essais. Une dernière partie du manuscrit est finalement consacrée à une approche théorique prospective dédiée à l’intégration d’un phénomène parasite, l’oxydation du Pt, dans la modélisation des performances statiques et dynamiques d’une PàC. Les retombées attendues portent sur l’amélioration de l’interprétation des caractérisations menées régulièrement (EIS, OCV, balayages sinus de forte amplitude aux très basses fréquences…), permettant le suivi du vieillissement.
Published: 2018

94. Hybrid Modeling Method of Magnetic Field of Axial Flux Permanent Magnet Machine

Author: Yvan Lefèvre, Carole Henaux, Théo Carpi, LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Groupe de Recherches en Electrodynamique (LAPLACE-GREM3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Subjects: Energie électrique, Scalar potential, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, symbols.namesake, 0103 physical sciences, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Separation of variables, Fourier series, Axial flux, 010302 applied physics, Physics, Series (mathematics), [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, 020208 electrical & electronic engineering, Mathematical analysis, Finite difference method, Finite element method, Magnetic field, Magnet, Magnetic scalar potential, symbols, Bessel function, Permanent magnet (PM)
Abstract: International audience; A hybrid analytical-numerical method to predict the no-load magnetic flux density in an axial flux permanent magnet (AFPM) machine is presented in this paper. It involves the method of separation of variables. This leads to express the magnetic scalar potential (MSP) by a series where each term is the product of three functions. The function depending on the radial coordinate is determined by means of a 1-D finite difference method (FD) instead of using Bessel functions. The functions depending on the axial and azimuthal coordinates are described by Fourier series. The results obtained by this method are compared to the results obtained by 3D finite element analysis (FEA).
Published: 2018
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95. Joint Design of Halbach Segmented Array and Distributed Stator Winding

Author: Sarah Touhami, Jean-François Llibre, Yvan Lefèvre, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Groupe de Recherches en Electrodynamique (LAPLACE-GREM3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UPS (FRANCE), and Laboratoire Plasma et Conversion d'Energie - LAPLACE (Toulouse, France)
Subjects: 010302 applied physics, Physics, Energie électrique, Rotor (electric), Stator, Acoustics, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Synchronous Machine, 01 natural sciences, Surface Mounted Permanent Magnet, Conductor, Magnetic field, law.invention, Quantitative Biology::Subcellular Processes, Sine wave, law, Magnet, 0103 physical sciences, Halbach magnet array, Conductor distribution functions, 010306 general physics, Synchronous motor, Current density
Abstract: International audience; In the past, designers develop analytical models that are useful to size rapidly surface mounted permanent magnet synchronous motor with sinusoidal waves and a high specific power. In order to ensure the assumptions of sinusoidal waves, a joint design of the stator winding and the rotor is presented. First, an Halbach permanent magnet array is optimized to obtain the desired airgap magnetic flux density wave. Then, in order to obtain a surface current density wave consistent with the desired wave, the conductor distribution along the stator bore is determined.
Published: 2018
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96. Tracking ionic fluxes in porous carbon electrodes from aqueous electrolyte mixture at various pH

Author: Pierre-Louis Taberna, Patrice Simon, Yih-Chyng Wu, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Subjects: Energie électrique, Materials science, Energy storage, Matériaux, Inorganic chemistry, 02 engineering and technology, Electrolyte, 010402 general chemistry, Electrochemistry, 01 natural sciences, Ion, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, lcsh:Chemistry, Adsorption, Microporous carbon, Ion dynamics, Electrochemical quartz crystal microbalance, Polarization (electrochemistry), Supercapacitor, Aqueous solution, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Quartz crystal microbalance, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, lcsh:Industrial electrochemistry, lcsh:QD1-999, Cyclic voltammetry, 0210 nano-technology, [CHIM.OTHE]Chemical Sciences/Other, lcsh:TP250-261
Abstract: Electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM) and cyclic voltammetry (CV) techniques were used to study ion dynamics in porous carbide-derived carbon (CDC) electrodes in various aqueous electrolytes. Although the cyclic voltammetries look similar, EQCM revealed different ion transfer depending on the electrolyte during both positive and negative polarization. During polarization in neutral K2SO4 electrolyte, partial desolvation of cation and anion were observed in carbon micropores. In EMI+-HSO4− electrolyte, the main charge carrier during cation adsorption was not found to be bulkier EMI+, but smaller and highly mobile H+. Furthermore, ionic fluxes during charging/discharging were monitored and identified in multi-ions aqueous system, which was ambiguous according to the CV plots. EQCM shows its powerful ability to serve as an accurate gravimetry probe to study the electrolyte concentration and compositional changes in porous materials. Keywords: Electrochemical quartz crystal microbalance, Supercapacitor, Microporous carbon, Ion dynamics, Energy storage
Published: 2018
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97. Outil d’aide au design du système d’isolation primaire de machines tournantes basse tension alimentées par onduleur

Author: Collin, Philippe, Malec, David, Lefèvre, Yvan, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Matériaux Diélectriques dans la Conversion d’Energie (LAPLACE-MDCE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Groupe de Recherches en Electrodynamique (LAPLACE-GREM3)
Subjects: Energie électrique, Simulation numérique, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Décharges partielles, Moteur électrique, Outil de design
Abstract: National audience; Dans cet article, la méthodologie d’un outil (programme) donnant des instructions pour le design du bobinage de machines basse tension alimentées par onduleur est présentée. L’objectif de cet outil est d’apporter des informations utiles au bobineur qui doit, d’abord, respecter les dimensions de l’encoche, la section totale de cuivre (remplissage) et la tension appliquée à la bobine, imposés par le motoriste. Ensuite, d’augmenter le seuil d’apparition des décharges partielles (SADP) entre spires et entre spire et fond d’encoche jusqu’à la valeur la plus élevée. Pour cela, en utilisant une simulation numérique qui prend en compte la loi de Paschen, le logiciel développé devra choisir et arranger les fils émaillés dans l’encoche: bobinage en vrac ou préformé, forme des conducteurs (fils ronds ou méplats), nombre de conducteurs en parallèle par spire, épaisseur du vernis d’émail (grade), disposition des spires… ce jusqu’à trouver la meilleure solution qui permet de respecter les contraintes données par le motoriste et le SADP. Des exemples seront donnés pour démontrer l’efficacité d’un tel outil.
Published: 2018

98. Vers une approche unifiée pour la modélisation des onduleurs et l'expression des schémas de MLI

Author: VIDAL, Paul-Etienne, Cailhol, Simon, Rotella, Frédéric, Laboratoire Génie de Production (LGP), Ecole Nationale d'Ingénieurs de Tarbes, Université de Lorraine [UL], Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), and Sciencesconf.org, CCSD
Subjects: Energie électrique, Onduleurs de tensions, Modélisation, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, PWM, calculmatriciel, Calcul matriciel, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract: International audience; Cette étude présente une approche pour exprimer un modèle unifié des onduleurs à Modulation de Largeur d’Im-pulsion. Ce modèle est applicable aux schémas de modulation de type MLI numérique ou MLI intersective. L’étude démontres a généricité par son application aux onduleurs triphasés et multiniveaux. L’utilisation des outils de calcul matriciel permet la résolution de l’expression obtenue. Ainsi, le lien entre modèle d’onduleur et schéma de modulation est établi formellement et met en lumière l’ensemble des solutions et la manière de l’explorer
Published: 2018

99. Proton Ion Exchange Reaction in Li3 IrO4 : A Way to New H3+ x IrO4 Phases Electrochemically Active in Both Aqueous and Nonaqueous Electrolytes

Author: Perez, Arnaud J., Beer, Robin, Lin, Zifeng, Salager, Elodie, Taberna, Pierre-Louis, Abakumov, Artem M., Simon, Patrice, Tarascon, Jean-Marie, Sorbonne Université (SU), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Chaire Chimie du solide et énergie, Chimie du solide et de l'énergie (CSE), Collège de France (CdF (institution))-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Collège de France (CdF (institution))-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Conditions Extrêmes et Matériaux : Haute Température et Irradiation (CEMHTI), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université d'Orléans (UO), Skolkovo Institute of Science and Technology [Moscow] (Skoltech), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Collège de France - Chaire Chimie du solide et énergie, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université d'Orléans (UO)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), Sorbonne Université (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), Skolkovo Institute of Science and Technology - Skoltech (RUSSIA), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Université de Montpellier (FRANCE), and Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Subjects: Energie électrique, Batteries, Layered oxides, Matériaux, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Pseudocapacitors, Protons, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials
Abstract: International audience; Progress over the past decade in Li‐insertion compounds has led to a new class of Li‐rich layered oxide electrodes cumulating both cationic and anionic redox processes. Pertaining to this new class of materials are the Li/Na iridate phases, which present a rich crystal chemistry. This work reports on a new protonic iridate phase H3+xIrO4 having a layered structure obtained by room temperature acid‐leaching of Li3IrO4. This new phase shows reversible charge storage properties of 1.5 e− per Ir atom with high rate capabilities in both nonaqueous (vs Li+/Li) and aqueous (vs capacitive carbon) media. It is demonstrated that Li‐insertion in carbonate LiPF6‐based electrolyte occurs through a classical reduction process (Ir5+ ↔ Ir3+), which is accompanied by a well‐defined structural transition. In concentrated H2SO4 electrolyte, this work provides evidence that the overall capacity of 1.7 H+ per Ir results from two additive redox processes with the low potential one showing ohmic limitations. Altogether, the room temperature protonation approach, which can be generalized to various Li‐rich phases containing either 3d, 4d or 5d metals, offers great opportunities for the judicious design of attractive electrode materials.
Published: 2018
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100. Ion Sieving Effects in Chemically Tuned Pillared Graphene Materials for Electrochemical Capacitors

Author: Harish Banda, Florence Duclairoir, Yves Chenavier, Barbara Daffos, Olivier Crosnier, Lionel Dubois, Stéphanie Pouget, Pierre-Louis Taberna, David Aradilla, Patrice Simon, Sandy Périé, SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Service Général des Rayons X (SGX), Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM), Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN), Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Conception d’Architectures Moléculaires et Processus Electroniques (CAMPE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Université Toulouse III - 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Subjects: Energie électrique, Materials science, General Chemical Engineering, Matériaux, 02 engineering and technology, Electrolyte, 010402 general chemistry, Electrochemistry, 01 natural sciences, Energy storage, law.invention, Ion, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, X-ray, Sieve, law, Materials Chemistry, Supercapacitors, [CHIM]Chemical Sciences, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Supercapacitor, Graphene, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, General Chemistry, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, Characterization (materials science), Chemical engineering, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; Supercapacitors offer high power densities but require further improvements in energy densities for widespread commercial applications. In addition to the conventional strategy of using large surface area materials to enhance energy storage, recently, matching electrolyte ion sizes to material pore sizes has been shown to be particularly effective. However, synthesis and characterization of materials with precise pore sizes remain challenging. Herein, we propose to evaluate the layered structures in graphene derivatives as being analogous to pores and study the possibility of ion sieving. A class of pillared graphene based materials with suitable interlayer separation were synthesized, readily characterized by X-ray diffraction, and tested in various electrolytes. Electrochemical results show that the interlayer galleries could indeed sieve electrolyte ions based on size constrictions: ions with naked sizes that are smaller than the interlayer separation access the galleries, whereas the larger ions are restricted. These first observations of ion sieving in pillared graphene-based materials enable efficient charge storage through optimization of the d-spacing/ion size couple.
Published: 2018
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