Série de 28 cellules photovoltaïques pour illustrer le laboratoire IMN

Institut des matériaux de Nantes Jean Rouxel (IMN)

NANTES CEDEX 3

À travers la conception et la caractérisation de nouveaux matériaux sous la forme de poudres, de cristaux, de couches minces ou de monoblocs, la démarche de l'IMN conduit à l'optimisation d'un large éventail de propriétés en vue d'applications, telles que les cellules photovoltaïques, les piles à combustibles, les batteries pour véhicules électriques, les nanotechnologies ou encore les matériaux pour des mémoires, la photonique et l'optique ainsi que la métallurgie. Ces thématiques de recherche conduisent à de très nombreuses relations industrielles et institutionnelles.

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Se pourrait-il que l'eau renferme une source d'énergie presque inépuisable et surtout à portée de tous ? Et si l'hydrogène redessinait les contours de notre futur ? Face au changement climatique mondial les quantités de CO2 issues des industries et des transports qui sont rejetés dans l'atmosphère sont largement pointés du doigt. Afin que l'humanité et la planète puissent envisager un futur viable à l'horizon 2100, il est urgent de trouver…

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Hydrogène, la révolution verte ?
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Panneaux solaires sur le toit du laboratoire de l'IMN, l'institut des matériaux Jean Rouxel à Nantes. Dans cet institut, des scientifiques synthétisent des matériaux pour produire de l'hydrogène utilisé comme stockage des énergies renouvelables. L’hydrogène n’est pas une source d’énergie primaire, mais un vecteur d’énergie. Il faut d’abord le transformer en dihydrogène, sa forme moléculaire (H2), afin de pouvoir ensuite le transporter, le stocker, puis, enfin, en tirer de l’énergie. Il est aisé…

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Panneaux solaires sur le toit du laboratoire de l'IMN
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Panneaux solaires sur le toit du laboratoire de l'IMN, l'institut des matériaux Jean Rouxel à Nantes. Dans cet institut, des scientifiques synthétisent des matériaux pour produire de l'hydrogène utilisé comme stockage des énergies renouvelables. L’hydrogène n’est pas une source d’énergie primaire, mais un vecteur d’énergie. Il faut d’abord le transformer en dihydrogène, sa forme moléculaire (H2), afin de pouvoir ensuite le transporter, le stocker, puis, enfin, en tirer de l’énergie. Il est aisé…

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Panneaux solaires sur le toit du laboratoire de l'IMN
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Panneaux solaires sur le toit du laboratoire de l'IMN, l'institut des matériaux Jean Rouxel à Nantes. Dans cet institut, des scientifiques synthétisent des matériaux pour produire de l'hydrogène utilisé comme stockage des énergies renouvelables. L’hydrogène n’est pas une source d’énergie primaire, mais un vecteur d’énergie. Il faut d’abord le transformer en dihydrogène, sa forme moléculaire (H2), afin de pouvoir ensuite le transporter, le stocker, puis, enfin, en tirer de l’énergie. Il est aisé…

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Panneaux solaires sur le toit du laboratoire de l'IMN
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Panneaux solaires sur le toit du laboratoire de l'IMN, l'institut des matériaux Jean Rouxel à Nantes. Dans cet institut, des scientifiques synthétisent des matériaux pour produire de l'hydrogène utilisé comme stockage des énergies renouvelables. L’hydrogène n’est pas une source d’énergie primaire, mais un vecteur d’énergie. Il faut d’abord le transformer en dihydrogène, sa forme moléculaire (H2), afin de pouvoir ensuite le transporter, le stocker, puis, enfin, en tirer de l’énergie. Il est aisé…

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Panneaux solaires sur le toit du laboratoire de l'IMN
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Panneaux solaires sur le toit du laboratoire de l'IMN, l'institut des matériaux Jean Rouxel à Nantes. Dans cet institut, des scientifiques synthétisent des matériaux pour produire de l'hydrogène utilisé comme stockage des énergies renouvelables. L’hydrogène n’est pas une source d’énergie primaire, mais un vecteur d’énergie. Il faut d’abord le transformer en dihydrogène, sa forme moléculaire (H2), afin de pouvoir ensuite le transporter, le stocker, puis, enfin, en tirer de l’énergie. Il est aisé…

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Panneaux solaires sur le toit du laboratoire de l'IMN
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Panneaux solaires sur le toit du laboratoire de l'IMN, l'institut des matériaux Jean Rouxel à Nantes. Dans cet institut, des scientifiques synthétisent des matériaux pour produire de l'hydrogène utilisé comme stockage des énergies renouvelables. L’hydrogène n’est pas une source d’énergie primaire, mais un vecteur d’énergie. Il faut d’abord le transformer en dihydrogène, sa forme moléculaire (H2), afin de pouvoir ensuite le transporter, le stocker, puis, enfin, en tirer de l’énergie. Il est aisé…

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Panneaux solaires sur le toit du laboratoire de l'IMN
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Scientifique tenant un récipient qui contient de l'azote liquide dont il a versé une partie dans le récipient au premier plan. L’objectif est de caractériser des matériaux utilisés dans des piles à combustible et électrolyseurs. L’électrolyseur permet de produire du dihydrogène à partir de l’eau, grâce à l’électricité. Il peut ensuite être stocké, transporté, puis enfin, être utilisé comme énergie, dans une pile à combustible par exemple. L’hydrogène n’est pas une source d’énergie primaire,…

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Scientifique tenant un récipient qui contient de l'azote liquide
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Station service H2 à Nantes. Cette station de ravitaillement en hydrogène est ouverte aux particuliers utilisant des voitures à hydrogène mais également aux utilitaires et aux bus. L’écran, au milieu de la borne, permet de voir la quantité d'H2 et le coût de la recharge. A l’arrière se trouve un réservoir qui sert à stocker l'hydrogène. L’avantage de l’hydrogène par rapport aux véhicules électriques à batterie réside d’une part dans l’augmentation drastique de l’autonomie : un véhicule familial…

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Station de ravitaillement en hydrogène à Nantes
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Scientifique installant un échantillon dans un appareil qui permet de faire des mesures d'impédances électrochimiques. Il s'agit de mesurer la résistance électrique de matériaux qui sont dans le cœur d'une cellule d'électrolyseur ou de pile à combustible. L’électrolyseur permet de produire du dihydrogène à partir de l’eau, grâce à l’électricité. Il peut ensuite être stocké, transporté, puis enfin, être utilisé comme énergie, dans une pile à combustible par exemple. L’hydrogène n’est pas une…

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Scientifique devant un appareil permettant des mesures d'impédances électrochimiques
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Scientifique dans la salle des fours de l'Institut des matériaux Jean Rouxel (IMN) à Nantes. Après avoir déposé un échantillon à l'intérieur du tube métallique, le tube est refermé. Un gaz sera injecté dans ce tube pour "traiter thermiquement" l'échantillon et transformer l'oxyde de nickel en nickel métallique. Ce matériau est largement utilisé dans une cellule d'électrolyseur ou de pile à combustible. L’électrolyseur permet de produire du dihydrogène à partir de l’eau, grâce à l’électricité…

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Scientifique dans la salle des fours de l'IMN
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Station service H2 à Nantes. Cette station de ravitaillement en hydrogène est ouverte aux particuliers utilisant des voitures à hydrogène mais également aux utilitaires et aux bus. L’avantage de l’hydrogène par rapport aux véhicules électriques à batterie réside d’une part dans l’augmentation drastique de l’autonomie : un véhicule familial peut parcourir environ 100 km avec 1 seul kilogramme d’hydrogène. Et d’autre part dans la réduction tout aussi importante des temps de recharge puisqu’il est…

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Station de ravitaillement en hydrogène à Nantes
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Installation d'un échantillon céramique de forme "pastille" entre deux électrodes, une grille d'or et une plaque en or. Les deux électrodes sont reliées à un appareil qui mesure l'impédance électrochimique du matériau. Il s'agit de mesurer la résistance électrique de matériaux qui sont dans le cœur d'une cellule d'électrolyseur ou de pile à combustible. L’électrolyseur permet de produire du dihydrogène à partir de l’eau, grâce à l’électricité. Il peut ensuite être stocké, transporté, puis enfin…

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Installation d'un échantillon céramique de forme "pastille" entre deux électrodes
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Scientifique dans la salle des fours de l'Institut des matériaux Jean Rouxel (IMN) à Nantes. Après avoir déposé un échantillon à l'intérieur du tube métallique, le tube est refermé. Un gaz sera injecté dans ce tube pour "traiter thermiquement" l'échantillon et transformer l'oxyde de nickel en nickel métallique. Ce matériau est largement utilisé dans une cellule d'électrolyseur ou de pile à combustible. L’électrolyseur permet de produire du dihydrogène à partir de l’eau, grâce à l’électricité…

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Scientifique dans la salle des fours de l'IMN
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Scientifique tenant un flacon qui contient du nitrate de Nickel (liquide sans danger) servant dans la fabrication de cellule d'électrolyseur. La boîte à gants en arrière-plan, est utilisée pour manipuler des substances sensibles à l'humidité et est particulièrement adaptée à la manipulation de matériaux pour batteries. L’électrolyseur permet de produire du dihydrogène à partir de l’eau, grâce à l’électricité. Il peut ensuite être stocké, transporté, puis enfin, être utilisé comme énergie, dans…

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Scientifique tenant un flacon de nitrate de Nickel
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Pistolet de la station service H2 à Nantes, qui vient se clipser sur le bouchon du réservoir de la voiture. Cette station de ravitaillement en hydrogène est ouverte aux particuliers utilisant des voitures à hydrogène mais également aux utilitaires et aux bus. L’avantage de l’hydrogène par rapport aux véhicules électriques à batterie réside d’une part dans l’augmentation drastique de l’autonomie : un véhicule familial peut parcourir environ 100 km avec 1 seul kilogramme d’hydrogène. Et d’autre…

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Station de ravitaillement en hydrogène à Nantes
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Scientifique observant une réaction avec une flamme (très exothermique) qui se produit sous une sorbonne. Cette réaction est une synthèse d'un matériau à partir de précurseurs qui ont été mis en solution, mélangés à une matière organique qui joue le rôle de carburant. La solution placée dans un bécher est posée sur une plaque chauffante pour être portée en température. Cette réaction permet de former le matériau attendu. Ce type de synthèse est largement utilisée pour former des matériaux…

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Scientifique observant une réaction exothermique
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Panneaux solaires sur le toit du laboratoire de l'IMN, l'institut des matériaux Jean Rouxel à Nantes. Dans cet institut, des scientifiques synthétisent des matériaux pour produire de l'hydrogène utilisé comme stockage des énergies renouvelables. L’hydrogène n’est pas une source d’énergie primaire, mais un vecteur d’énergie. Il faut d’abord le transformer en dihydrogène, sa forme moléculaire (H2), afin de pouvoir ensuite le transporter, le stocker, puis, enfin, en tirer de l’énergie. Il est aisé…

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Panneaux solaires sur le toit du laboratoire de l'IMN
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Scientifique tenant un flacon qui contient du nitrate de Nickel (liquide sans danger) servant dans la fabrication de cellule d'électrolyseur. La boîte à gants en arrière-plan, est utilisée pour manipuler des substances sensibles à l'humidité et est particulièrement adaptée à la manipulation de matériaux pour batteries. L’électrolyseur permet de produire du dihydrogène à partir de l’eau, grâce à l’électricité. Il peut ensuite être stocké, transporté, puis enfin, être utilisé comme énergie, dans…

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Scientifique tenant un flacon de nitrate de Nickel
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Scientifique observant un appareil permettant de mesurer la finesse d'une poudre. L’objectif est de caractériser des matériaux utilisés dans des piles à combustible et électrolyseurs. L’électrolyseur permet de produire du dihydrogène à partir de l’eau, grâce à l’électricité. Il peut ensuite être stocké, transporté, puis enfin, être utilisé comme énergie, dans une pile à combustible par exemple. L’hydrogène n’est pas une source d’énergie primaire, mais un "vecteur d’énergie" puisqu’il faut d…

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Scientifique observant un appareil permettant de mesurer la finesse d'une poudre
Intro
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Dans le cadre de l’opération « 2018-2019 Année de la chimie, de l’école à l’université » lancée par le Ministère de l’Éducation, avec le soutien du Ministère de l’Enseignement supérieur, de la Recherche et de l’Innovation, l’Institut de chimie du CNRS a créé cette exposition mettant en valeur quelques-unes des dernières grandes avancées de la chimie. Sous le slogan « Parlons progrès, parlons chimie », découvrez des scientifiques avec leur objet de recherche, à la pointe de l’innovation.
Exposition
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Parlons progrès, parlons chimie
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Banc de fabrication additive métallique utilisant la fusion d'un fil métallique par un arc électrique, procédé WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing). Les paramètres de l'opération de fabrication (intensité, tension, vitesse de fil, vitesse de construction) sont monitorés et complétés par des mesures de température par thermocouples et par caméra infrarouge multispectrale grande vitesse. Le bain de fusion et le dépôt de fil est contrôlé au moyen d'une caméra grande vitesse.

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Banc de fabrication additive métallique utilisant la fusion d'un fil métallique par un arc électrique
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Banc de fabrication additive métallique utilisant la fusion d'un fil métallique par un arc électrique, procédé WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing). Les paramètres de l'opération de fabrication (intensité, tension, vitesse de fil, vitesse de construction) sont monitorés et complétés par des mesures de température par thermocouples et par caméra infrarouge multispectrale grande vitesse. Le bain de fusion et le dépôt de fil est contrôlé au moyen d'une caméra grande vitesse.

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Banc de fabrication additive métallique utilisant la fusion d'un fil métallique par un arc électrique
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Préparation des électrodes à insérer dans un dispositif de type "pouch cell", cellule poche, de supercondensateurs en milieu aqueux. Les prototypes obtenus permettent de valider les conditions de fabrication en vue d'un transfert technologique à une échelle industrielle. Le supercondensateur en milieu aqueux est un dispositif de stockage de l’énergie avantageux en matière de coût, de sécurité et d’impact sur l’environnement.

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Préparation des électrodes à insérer dans un dispositif de type "pouch cell" de supercondensateurs en milieu aqueux

CNRS Images,

Nous mettons en images les recherches scientifiques pour contribuer à une meilleure compréhension du monde, éveiller la curiosité et susciter l'émerveillement de tous.