Présentation
Cette thématique repose sur des travaux avancés de modélisation moléculaire, visant à analyser la microstructure et les phénomènes de transport à l'échelle atomique dans des matériaux macromoléculaires complexes. Pour cela, nous utilisons un code de Dynamique Moléculaire (DM) développé par un chercheur du laboratoire depuis de nombreuses années (voir http://www.lepmi-guide.univ-smb.fr/brown/db.html).
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D’autres simulations numériques sont également développées pour appréhender les architectures complexes de systèmes fonctionnels. Nous avons, par exemple, montré l’apport majeur de la simulation numérique de l'état mécanique des piles à combustible pour mieux en comprendre le fonctionnement et optimiser performance et durabilité (avec ANSYS ou COMSOL Multiphysics), en intégrant dans ces codes éléments finis des lois physiques originales. Pour le photovoltaïque, des modélisations analytiques, intégrant des paramètres expérimentaux ou environnementaux, permettent de mieux comprendre les performances des cellules solaires et d'évaluer l'encrassement des panneaux solaires.
L’équipe développe également depuis de nombreuses années des outils de caractérisation dédiés à un objectif spécifique dans une application. Ces travaux incluent le développement de capteurs, de machines, des codes de pilotage et de traitement de données. Il s’agit en particulier d’identifier des hétérogénéités spatiales (optiques, électriques, chimiques, de performances, de dégradation etc.) à l’échelle de quelques millimètres à quelques dizaines de centimètres ou du développement de mesures couplées (électriques-mécaniques, effet de l’eau sur une propriétés fonctionnelle, etc...). Cette expertise a conduit au développement de plusieurs dispositifs innovants, garantissant des résultats originaux dans nos activités de recherches.
Voici une sélection de publications relatives à ce thème:
- Molecular simulations of hybrid cross-linked membranes for H2S gas separation at very high temperatures and pressure: Binary 90%/10% N2/H2S and CH4/H2S, ternary 90%/9%/1% N2/CO2/H2S and CH4/CO2/H2S mixtures, Sylvie Neyertz, Nieck Benes, David Brown, Journal of Membrane Science, 2023, 687, pp.122092.
- A Molecular Dynamics Study of Single-Gas and Mixed-Gas N2 and CH4 Transport in Triptycene-Based Polyimide Membranes, Ioannis Tanis, David Brown, Sylvie Neyertz, Milind Vaidya, Jean-Pierre Ballaguet, Ahmad Bahamdan, Sebastien Duval, Polymers, 2023, 15 (18), pp.3811.
- Comparison of Eight Classical Lennard-Jones-Based H 2 Molecular Models in the Gas Phase at Temperatures and Pressures Relevant to Hydrogen On-Board Storage Tanks, Méryll Barraco, Sylvie Neyertz, Nieck Benes, David Brown, Journal of Physical Chemistry A, 2023, 127 (30), pp.6335-6346.
- Electrical Mapping of Silver Nanowire Networks: A Versatile Tool for Imaging Network Homogeneity and Degradation Dynamics during Failure, Thomas Sannicolo, Nicolas Charvin, Lionel Flandin, Silas Kraus, Dorina Theodora Papanastasiou, Caroline Celle, Jean-Pierre Simonato, David Munoz-Rojas, Carmen Jiménez, Daniel Bellet, ACS Nano, 2018, 12 (5), pp.4648 - 4659.
- Humidity-induced mechanical behavior and proton transport mechanism in aromatic multiblock ionomer membranes, Emilie Planes, Huu-Dat Nguyen, Thi Khanh Ly Nguyen, Nicolas Charvin, Flandin Lionel, Sandrine Lyonnard, Cristina Iojoiu, ACS Applied Energy Materials, 2021, 2021, pp.1c00629.
- Understanding the Anomalous J–V Curves in Carbon‐Based Perovskite Solar Cells as a Structural Transition Induced by Ion Diffusion, Gilles De Moor, Nicolas Charvin, Cynthia Farha, Toby Meyer, Lara Perrin, Emilie Planes, Lionel Flandin, Solar RRL, 2024, pp.2300998.
- Understanding the influence of MEA interfaces properties on PEMFC mechanical behavior through numerical analysis, Marwa Ouerghemmi, Christophe Carral, Patrice Mele, International Journal of Hydrogen Energy, 2024, 69, pp.242-251.
- Origins of the Gain in Hydrophobicity of Polystyrene Linked to the Addition of Tailored Fluorinated Oligo-Polystyrene Additives, Rachel Le Brouster, Julien Giboz, Ali Nourdine, Lionel Tenchine, Nicolas Charvin, Patrice Mele, ACS Applied Polymer Materials, 2023, 5 (9), pp.6966-6975.