Thèmes de recherche
Synthèse et caractérisation de nouveaux oxydes de métaux de transition à valences mixtes et/ou à degrés d'oxydation inusuels en vu d’applications particulières : électrodes pour piles à combustibles (SOFC), micro-actionneurs ….
Recherches actuelles
Mon travail de recherche s’articule essentiellement autour de 3 axes : la synthèse, la caractérisation et la mise en œuvre des matériaux : Mes derniers travaux s’orientent plus particulièrement vers la recherche de nouveaux matériaux de cathode pour les piles à combustible à oxydes solides (SOFC). En effet ces dernières se présentent comme l’une des alternatives possibles aux énergies fossiles, pour la production d’énergie électrique à venir. Cependant ces technologies nouvelles posent de nombreux problèmes, liés notamment à l'optimisation de leurs performances. Cette problématique passe forcément par la recherche de nouveaux matériaux, susceptibles de posséder des propriétés électrochimiques intrinsèques optimales dans un domaine de température le plus bas possible, car les températures actuelles de fonctionnement des SOFC (800 - 1000°C) constituent un obstacle majeur pour la durabilité des systèmes mis en jeu et à la tenue mécanique des éléments assemblés. Mon travail consiste donc en une recherche prospective pour synthétiser et caractériser de nouveaux matériaux en vue de leur application comme matériaux de cathode dans ces systèmes électrochimiques. Ces matériaux doivent présenter une conductivité mixte iono-électronique à relativement basses températures (< 600°C). Nous ciblons donc préférentiellement les oxydes de métaux de transition où le métal présente une valence mixte, car ils sont souvent caractérisés par une délocalisation électronique et une non-stœchiométrie en oxygène, ce qui permet d'allier les 2 types de conduction souhaités. Les familles de composés étudiés sont surtout des oxydes à base de strontium ou baryum associé à un élément de transition tel que le ruthénium, le fer, le cobalt, le nickel ou le manganèse….. En plus de leurs propriétés électrochimiques (caractérisées par spectroscopie d’impédance complexe), ces éléments de transition lorsqu’ils sont présents à des degrés d’oxydations mixtes, sont souvent associés à des propriétés physiques intéressantes que nous explorons aussi (magnétisme, thermoélectricité, piézoélectricité…). Pour cette quête de nouveaux matériaux nous diversifions les modes de synthèses (solide-solide, atmosphère contrôlée, sels fondus, hydrothermale, électrochimique, chimie douce…) où nous jouons sur les réactivités en déplaçant différemment les équilibres (P, T°…), ou passons par d’autres chemins réactionnels (chimie douce, hydrothermale, électrosynthèse…). Leur caractérisation structurale est effectuée par diffraction des RX eu de neutrons mais aussi par spectroscopie d’absorption X (correspondante XAFS pour l’équipe chimie du solide) Les cobaltites étant considérées comme potentiellement intéressantes pour une utilisation comme matériau de cathode pour SOFC, le dernier système que nous avons étudié est le système Ba-Co-O(X) (X = F) plus particulièrement autour de trois composés inédits Ba6Co6FO16, Ba5Co5FO13 et Ba2Co9O14. Nous avons étudié leurs propriétés fondamentales : structures à température ambiante, mise en ordre magnétique à basse température (susceptibilités et structures magnétiques), comportement thermique et électrique… ainsi que leur comportement électrochimique par spectroscopie d’impédance sous air et sous pressions partielles d’oxygène. Ceci nous a permis de mettre en évidence les différents phénomènes qui interviennent au cours de la réaction d’électrode et les bonnes performances de nos composés, plus particulièrement pour Ba2Co9O14 qui s’avère prometteur comme matériaux de cathode pour IT-SOFC
Parcours de recherche
1988-1991 : Thèse de Doctorat à Université de MONTPELLIER II Sciences et Techniques du Languedoc : " Réalisation et Caractérisation de films minces de Phosphate d’Aluminium déposés sur substrat de Silicium par le procédé Pyrosol" sous la direction de E.Philippot DR CNRS.
1992-1993 : ATER à l’université de Valenciennes et du Hainaut Cambrésis
1993- : Maître de Conférence à l’université de Valenciennes et du Hainaut Cambrésis
En parallèle depuis septembre 1992 chercheur au LCPS (devenu UCCS équipe CS depuis)
Bibliographie
Articles récents
Publications in the database: 29 (since 2007) 2023- Multivalued Memory via Freezing of Super‐Hard Magnetic Domains in a Quasi 2D‐Magnet.
Mentré Olivier, Leclercq Bastien, Arevalo‐Lopez Angel M., Pautrat Alain, Petit Sylvain, Minaud Claire, Daviero‐Minaud Sylvie, Hovhannisyan Razmik A., Stolyarov Vasily S.
Small Methods, vol. 7 (2023)  DOI
2020- Synthesis, structure and magnetic behavior of iron arsenites with hierarchical magnetic units.
Leclercq Bastien, Kabbour Houria, Arevalo-Lopez Angel M., Daviero-Minaud Sylvie, Minaud Claire, David Rénald, Mentré Olivier.
Inorganic Chemistry Frontiers, vol. 7, pg. 3987-3999 (2020) DOI
- Multiferroic BaCoX2O7(X = P, As) Compounds with Incommensurate Structural Waves but Collinear Spin Ingredients
.
Leclercq Bastien, Arévalo‐López Angel M., Kabbour Houria, Daviero‐Minaud Sylvie, Pautrat Alain, Basu Tathamay, Colin Claire V., Das Ranjana‐Rani, David Rénald, Mentré Olivier.
Advanced Quantum Technologies, pg. 2000064 (2020) DOI
- Polymorphs, phase transitions and stability in BaM2(PO4)2 M = Mn, Fe, Co systems.
Leclercq Bastien, Kabbour Houria, Arevalo-Lopez Angel, Huvé Marielle, Daviero-Minaud Sylvie, Minaud Claire, Blazquez Alcover Ignacio, Mentré Olivier.
Inorganic Chemistry Frontiers, vol. 7, pg. 239-246 (2020) DOI
2018- Mixed-Valence Iron Dumortierite Fe13.52.22+(As5+O4–x)8(OH)6 and Its Intricate Topotactic Exsolution at Mild Temperatures.
Mentre Olivier, Blazquez-Alcover Ignacio, Garcia-Martin Susana, Duttine Mathieu, Wattiaux Alain, Simon Pardis, Huve Marielle, Daviero-Minaud Sylvie.
Inorganic Chemistry, vol. 57, pg. 15093-15104 (2018) DOI
2017- Original positively charged nanoflakes by liquid exfoliation of layered oxybromide cobaltites.
Blazquez-Alcover I., Huvé M., Mocuta C., Thiaudière D., Roussel P., Pautrat A., Mentré O., Daviero-Minaud S.
CrystEngComm, (2017) DOI
2016- Ca3Co4O9+δ, a growing potential SOFC cathode material: Impact of the layer composition and thickness on the electrochemical properties.
Rolle Aurélie, Mohamed Hussien Ahmed Abbas, Huo Da, Capoen Edouard, Mentré Olivier, Vannier Rose-Noëlle, Daviero-Minaud Sylvie, Boukamp Bernard A.
Solid State Ionics, vol. 294, pg. 21-30 (2016) DOI
- Electrostatic spray deposition of Ca3Co4O9+δ layers to be used as cathode materials for IT-SOFC.
Djurado E., Salaün A., Mignardi G., Rolle A., Burriel M., Daviero-Minaud S., Vannier R.N.
Solid State Ionics, vol. 286, pg. 102-110 (2016) DOI
2015- Selective Metal Exsolution in BaFe2–yMy(PO4)2(M = Co2+, Ni2+) Solid Solutions.
Blazquez Alcover Ignacio, Daviero-Minaud Sylvie, David Rénald, Filimonov Dmitry, Huvé Marielle, Attfield J. Paul, Kabbour Houria, Mentré Olivier.
Inorganic Chemistry, vol. 54, pg. 8733-8743 (2015) DOI
- BaCoO2.22: the most oxygen-deficient certified cubic perovskite.
Mentré Olivier, Iorgulescu Mihaela, Huvé Marielle, Kabbour Houria, Renaut Nicolas, Daviero-Minaud Sylvie, Colis Silviu, Roussel Pascal.
Dalton Trans., vol. 44, pg. 10728-10737 (2015) DOI
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Alcover Ignacio Blazquez, David Rénald, Daviero-Minaud Sylvie, Filimonov Dmitry, Huvé Marielle, Roussel Pascal, Kabbour Houria, Mentré Olivier.
Crystal Growth < Design, vol. 15, pg. 4237-4247 (2015) DOI
- Growth of Ca3Co4O9+δ thin film on sapphire substrate and CGO dense pellet by pulsed laser deposition. Structural, microstructural, surface and electrochemical characterizations.
Chambrier M.H., Huo D., Thoréton V., Rolle A., Mamède A.S., Estradé S., Blach J.F., Pirovano C., Daviero-Minaud S., Roussel P., Peiró F., Vannier R.N.
Solid State Ionics, vol. 273, pg. 13-17 (2015) DOI
2014- Synthesis and characterization of La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3 films for Solid Oxide Fuel Cell cathodes.
Dumaisnil K., Fasquelle D., Mascot M., Rolle A., Roussel P., Minaud S., Duponchel B., Vannier R.-N., Carru J.-C.
Thin Solid Films, vol. 553, pg. 89-92 (2014) DOI
- Sr4Ru6ClO18, a new Ru4+/5+ oxy-chloride, solved by precession electron diffraction: Electric and magnetic behavior.
Roussel Pascal, Palatinus Lukas, Belva Frédéric, Daviero-Minaud Sylvie, Mentre Olivier, Huve Marielle.
Journal of Solid State Chemistry, vol. 212, pg. 99-106 (2014) DOI
2013- In situ surface treatment of nanocrystalline MFe2O4 (M=Co, Mg, Mn, Ni) spinel ferrites using linseed oil.
Gherca Daniel, Cornei Nicoleta, Mentré Olivier, Kabbour Houria, Daviero-Minaud Sylvie, Pui Aurel.
Applied Surface Science, vol. 287, pg. 490-498 (2013) DOI
2012- Evidence of the Current Collector Effect: Study of the SOFC Cathode Material Ca3Co4O9+δ.
Rolle A., Thoréton V., Rozier P., Capoen E., Mentré O., Boukamp B., Daviero-Minaud S.
Fuel Cells, vol. 12, pg. 288-301 (2012) DOI
2011- Optimisation of the Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) cathode material Ca3Co4O9−δ.
Rolle Aurélie, Boulfrad Samir, Nagasawa Kensaku, Nakatsugawa Hiroshi, Mentré Olivier, Irvine John, Daviero-Minaud Sylvie.
Journal of Power Sources, vol. 196, pg. 7328-7332 (2011) DOI
- Potentiality of Ba2Co9O14 as cathode material for IT-SOFC on various electrolytes.
Rolle Aurélie, Preux Nicolas, Ehora Ghislaine, Mentré Olivier, Daviero-Minaud Sylvie.
Solid State Ionics, vol. 184, pg. 31-34 (2011) DOI
- High Dilution of Anionic Vacancies in Sr0.8Ba0.2Fe(O,F)∼2.5.
Sturza Mihai, Daviero-Minaud Sylvie, Huvé Marielle, Renaut Nicolas, Tiercelin Nicolas, Mentré Olivier.
Inorganic Chemistry, vol. 50, pg. 12499-12507 (2011) DOI
- Unprecedented Robust Antiferromagnetism in Fluorinated Hexagonal Perovskites.
Sturza Mihai, Kabbour Houria, Daviero-Minaud Sylvie, Filimonov Dmitry, Pokholok Konstantin, Tiercelin Nicolas, Porcher Florence, Aldon Laurent, Mentré Olivier.
Journal of the American Chemical Society, vol. 133, pg. 10901-10909 (2011) DOI
2010- Anion-Vacancy-Induced Magneto−Crystalline Anisotropy in Fluorine-Doped Hexagonal Cobaltites.
Mentré Olivier, Kabbour Houria, Ehora Ghislaine, Tricot Grégory, Daviero-Minaud Sylvie, Whangbo Myung-Hwan.
Journal of the American Chemical Society, vol. 132, pg. 4865-4875 (2010) DOI
- Fluorination of Iron Hexagonal Perovskites Promoting Low Temperature Oxygen Mobility.
Sturza Mihai, Daviero-Minaud Sylvie, Kabbour Houria, Gardoll Olivier, Mentré Olivier.
Chemistry of Materials, vol. 22, pg. 6726-6735 (2010) DOI
2009- Ca3Co4O9−δ: A Thermoelectric Material for SOFC Cathode.
Nagasawa K., Daviero-Minaud S., Preux N., Rolle A., Roussel P., Nakatsugawa H., Mentré O.
Chemistry of Materials, vol. 21, pg. 4738-4745 (2009) DOI
- Local environment in Ba2In2−xWxO5+3x/2 oxide ion conductors.
Daviero-Minaud Sylvie, Rolle Aurélie, Kongmark Chanapa, Vannier Rose-Noëlle.
Journal of Solid State Chemistry, vol. 182, pg. 289-294 (2009) DOI
2008- Ru-Pyrochlores: Compositional Tuning for Electrochemical Stability as Cathode Materials for IT-SOFCs.
Ehora G., Daviero-Minaud S., Steil M. C., Gengembre L., Frère M., Bellayer S., Mentré O.
Chemistry of Materials, vol. 20, pg. 7425-7433 (2008) DOI
- Structure, dimensionality and magnetism of new cobalt oxyhalides.
Mentré Olivier, Kauffmann Matthieu, Ehora Ghislaine, Daviero-Minaud Sylvie, Abraham Francis, Roussel Pascal.
Solid State Sciences, vol. 10, pg. 471-475 (2008) DOI
- Structure of Ba2In2−xVxO5+x phases: Complementarity of diffraction, Raman and absorption techniques.
Rolle A., Daviero-Minaud S., Roussel P., Rubbens A., Vannier R.N.
Solid State Ionics, vol. 179, pg. 771-775 (2008) DOI
2007- New BaCoO3-δPolytypes by Rational Substitution of O2-for F-.
Ehora Ghislaine, Renard Catherine, Daviero-Minaud Sylvie, Mentré Olivier.
Chemistry of Materials, vol. 19, pg. 2924-2926 (2007) DOI
- Ba2Co9O14: New Inorganic Building Blocks with Magnetic Ordering through Super-Super Exchanges Only.
Ehora Ghislaine, Daviero-Minaud Sylvie, Colmont Marie, André Gilles, Mentré Olivier.
Chemistry of Materials, vol. 19, pg. 2180-2188 (2007) DOI
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