ACTIVITES DE RECHERCHE
Mots-clés :
chimie du solide, matériaux conducteurs par ions oxyde et/ou mixtes, électrochimie des solides, spectroscopie d’impédance, diffraction des rayons X, microscopie électronique à balayage, piles à combustible à oxyde solide, électrolyseur haute température, électrolyte, électrode
Principales techniques utilisées :
Mesures électriques - Spectroscopie d’impédance, Diffraction des rayons X sur poudre, Diffraction des rayons X haute température sous atmosphère contrôlée, Diffraction des Neutrons, Microscopie électronique à balayage et système d'analyse X (EDS), Analyses thermiques (ATD-ATG-DSC, couplage SM), Mesures de densités, Dilatométrie, Voltamétrie cyclique, EXAFS-XANES, Spectroscopie Raman, Simulation atomique
Thème de recherche :
Matériaux pour systèmes électrochimiques (piles à combustible à oxyde solide, électrolyseurs haute température), chimie du solide, électrochimie des solides.
Recherches actuelles :
- Recherche de nouveaux conducteurs par ions oxyde (O2-) et/ou mixtes (O2-/e-) pour piles à combustible à oxyde solide, électrolyseurs haute température, membranes catalytiques, générateurs à oxygène (électrolyte, anode, cathode) : synthèses, caractérisations structurales, thermiques et électrochimiques
- Optimisation de cellules pour piles à combustible à oxyde solide, électrolyseurs haute température : formulation et dépôts par sérigraphie d’encres de matériaux d’électrode. Caractérisations microstructurales et électrochimiques. Mesure des performances des cellules complètes en mode pile ou électrolyseur.
- Compréhension des mécanismes impliqués au sein des matériaux conducteurs ioniques et mixtes
- Caractérisations microstructurales avancées de matériaux d’électrode à architecture contrôlée
Parcours de recherche :
- 2006- : Maître de Conférences. Enseignement : Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Lille. Recherche : UCCS, Equipe de Chimie du Solide
- 2005-2006 : Expérience post-doctorale University of St Andrews (Scotland, United-Kingdom)
- 2002-2005 : Doctorat « Nouvelles phases dérivées de Ba2In2O5 : compréhension des mécanismes de substitution et de diffusion des ions oxyde » - Laboratoire de Cristallochimie et Physicochimie du Solide LCPS, UST Lille 1
ACTIVITES D’ENSEIGNEMENT
- Cycle Préparatoire intégré (CPI) 1ère année ENSCL : chimie générale : cours (oxydo-réduction, diagrammes potentiel-pH, cinétique, sécurité, incertitudes), TD, TP
- Cycle Préparatoire intégré (CPI) 2ème année ENSCL : chimie générale : cours (électrochimie), TD
- Examinateur aux Concours Communs Polytechniques, épreuve orale TIPE (Travaux d’Initiative Personnelle Encadrés)
Prix et distinctions :
- Prix du meilleur poster SSI-2011, V. Thoréton
“Oxygen transport in Ca3Co4O9+ cobaltite”, V. Thoréton, C. Pirovano, S. Minaud, A. Rolle, N. Nuns, P. Rozier, O. Mentré, R. N. Vannier, 18th International Conference on Solid State Ionics, 3-8 juillet 2011 (Varsovie, Pologne)
“La3TaO7 derivatives with Weberite structure type: possible electrolytes for solid oxide fuel cells and high temperature electrolysers”
N. Preux, A. Rolle, C. Merlin, M. Benamira, M. Malys, C. Estournes, A. Rubbens, R. N. Vannier, Comptes Rendus Chimie 13(11) (2010) 1351-1358
- 2ème prix “Young Scientists Award”, A. Rolle, 2005, SSI-15 International Conference on Solid State Ionics (Baden-Baden, Allemagne)
Chapitres de livres :
Editions “Wiley”
- Rolle, C. Pirovano, R. N. Vannier
“Perovskite and derivative compounds as mixed ionic electronic conductors” (parution 2015)
Editions “Techniques de l’Ingénieur”
Article : “Conducteurs ioniques par ions oxyde”
- Rolle, V. Thoréton, C. Pirovano, O. Lafon, R. N. Vannier (parution 2015)
Woodhead Publishing, “Functional materials for energy applications”
Chap 5 : Electrolytes and ion conductors for solid oxide fuel cells (SOFCs)
- Preux, A. Rolle, R. N. Vannier (2012)
- Hermes Science Publishing, “ Rayons X et matière”
Chap : Matériaux conducteurs par ions oxyde : Relations structures-propriétés
- Rolle, P. Roussel, S. Daviero-Minaud, R. N. Vannier (à paraître)
Publications
Publications dans la base de données : 27 (depuis 2005) 2022- Characterization of Stainless-Steel Grids Dedicated to Cost-Effective Metal-Supported IT-SOFC.
Belakry S., Rolle A., Capoen E., Vannier R. N., Fasquelle D.
ECS Journal of Solid State Science and Technology, vol. 11, pg. 023014 (2022)  DOI
2020- Electrostatic spray deposited Ca3Co4O9+δ and Ca3Co4O9+δ/Ce0.9Gd0.1O1.95 cathodes for SOFC.
Boukamp B.A., Rolle A., Vannier R.N., Sharma R.K., Djurado E.
Electrochimica Acta, vol. 362, pg. 137142 (2020) DOI
2018- Use of a distribution function of relaxation times (DFRT) in impedance analysis of SOFC electrodes.
Boukamp Bernard A., Rolle Aurélie.
Solid State Ionics, vol. 314, pg. 103-111 (2018) DOI
2017- Analysis and Application of Distribution of Relaxation Times in Solid State Ionics.
Boukamp Bernard A., Rolle Aurélie.
Solid State Ionics, vol. 302, pg. 12-18 (2017) DOI
- Promising performances for a La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ cathode with a dense interfacial layer at the electrode-electrolyte interface.
Dumaisnil K., Carru J.-C., Fasquelle D., Mascot M., Rolle A., Vannier R.-N.
Ionics, vol. 23, pg. 2125-2132 (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
- Changes in structure and electrical conductivity of rare-earth titanate pyrochlores under highly reducing atmosphere.
Cioatera N., Voinea E.A., Panaintescu E., Rolle A., Somacescu S., Spinu C.I., Vannier R.N.
Ceramics International, vol. 42, pg. 1492-1500 (2016) DOI
2015- 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
- Oxide Ion Transport in Promising Cobaltites for SOC.
Thoréton Vincent, Hu Y., Kehal I., Flandre X., Huo Da, Pirovano C., Rolle A., Capoen E., Nuns N., Mamede A.S., Dezanneau G., Vannier R.N.
Procedia Engineering, vol. 98, pg. 115-120 (2014) DOI
2013- Remarkable transition from rocksalt/perovskite layered structure to fluorite/rocksalt layered structure in rapidly cooled Ln2CuO4.
Patabendige Chami N. K., Azad Abul K., Connor Paul A., Rolle Aurélie, Irvine John T. S.
Scientific Reports, vol. 3, pg. 1504 (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
- Enhanced ionic conductivity of Sm, Gd-doped ceria induced by modification of powder synthesis procedure.
Cioateră N., Pârvulescu V., Rolle A., Vannier R.N.
Ceramics International, vol. 38, pg. 5461-5468 (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
- Red-ox behaviour in the La0.6Sr0.4CoO3±δ-CeO2 system.
Konysheva Elena Yu., Francis Stephen M., Irvine John T. S., Rolle Aurélie, Vannier Rose-Noelle.
Journal of Materials Chemistry, vol. 21, pg. 15511 (2011) DOI
2010- Heterobimetallic Ba–Co aminopolycarboxylate complexes as precursors for BaCoO3-δ oxides; towards a one-stage-deposition of cobaltite films.
Bulimestru Ion, Mentré Olivier, Tancret Nathalie, Rolle Aurélie, Djelal Nora, Burylo Laurence, Cornei Nicoleta, Popa Nelea, Gulea Aurelian.
Journal of Materials Chemistry, vol. 20, pg. 10724 (2010) DOI
- La3TaO7 derivatives with Weberite structure type: Possible electrolytes for solid oxide fuel cells and high temperature electrolysers.
Preux Nicolas, Rolle Aurélie, Merlin Cindy, Benamira Messaoud, Malys Marcin, Estournes Claude, Rubbens Annick, Vannier Rose-Noëlle.
Comptes Rendus Chimie, vol. 13, pg. 1351-1358 (2010) DOI
2009- Effect of strontium addition on europium-doped ceria properties.
Cioateră N., Pârvulescu V., Rolle A., Vannier R.N.
Solid State Ionics, vol. 180, pg. 681-687 (2009) DOI
- 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- 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
- Characterisation of Ba2In2 − x Sn x O5 + x/2 oxide ion conductors.
Rolle Aurélie, Seymour Helen, Roussel Pascal, Rubbens Annick, Vannier Rose-Noëlle.
Ionics, vol. 14, pg. 477-482 (2008) DOI
- Redox stability of Ba2In2O5-doped compounds.
Rolle A, Fafilek G, Vannier RN.
Solid State Ionics, vol. 179, pg. 113-119 (2008) DOI
- A neutron diffraction study of the oxygen diffusion in molybdenum doped Ba2In2O5.
Rolle A, Roussel P, Giridharan N, Suard E, Vannier RN.
Solid State Ionics, vol. 179, pg. 1986-1995 (2008) DOI
2005- Structural and electrochemical characterisation of new oxide ion conductors for oxygen generating systems and fuel cells.
ROLLE A, VANNIER R, GIRIDHARAN N, ABRAHAM F.
Solid State Ionics, vol. 176, pg. 2095-2103 (2005) DOI
COLLABORATIONS
- Internationales :
Dr. B. Boukamp (Université de Twente, Pays-Bas), Pr. J. Irvine (Université de St Andrews, Royaume-Uni), Dr. N. Cioatera (Université de Craiova, Roumanie), Dr. C. Fisher (Japan Fine Ceramic Center, Japon), Dr. N. Devi (National Chemical Laboratory, Pune, Inde), Pr. M. S. Islam (Université du Surrey, puis de Bath, Royaume-Uni), Pr. G. Fafilek (Université technique de Vienne, Autriche), Dr. K. Nagasawa (Université de Yokohama, Japon), Dr. N. Cornei (Université de Iasi, Roumanie), Dr. Ion Bulimestru (Université de Chisinau, Moldavie), Dr. N. Preux (Belgian Ceramic Research Center, Belgique)
- Nationales :
Pr. E. Djurado (Laboratoire d’Electrochimie et de Physico-Chimie des Matériaux et Interfaces, Grenoble, France), Dr. J. Deseure (Laboratoire d’Electrochimie et de Physico-Chimie des Matériaux et Interfaces, Grenoble, France), Pr. J. C. Carru (Unité de Dynamique et Structure des Matériaux Moléculaires, Calais, France), Pr. C. Courtois (Laboratoire des Matériaux et Procédés, Maubeuge, France), Pr. P. Woisel (Unité Matériaux et Transformations, Lille, France), Dr. C. Pierlot (Laboratoire de Chimie Moléculaire et Formulation, Lille, France)
RESPONSABILITES SCIENTIFIQUES
- Organisation de conférence :
Organisation d’un workshop international sur la “Spectroscopie d’impédance appliquée à l’étude d’électrodes poreuses pour piles à combustible ou électrolyseurs haute température” (“International workshop on impedance spectroscopy applied to the study of porous SOC electrodes”), nov-déc 2015, Lille, France
- Programmes internationaux :
- PHC Brancusi, porteuse : “Etude d’électrodes poreuses innovantes à base de conducteurs mixtes ioniques électroniques”, échange bilatéral avec Dr. Nicoleta Cioatera, Université de Craiova, Département de Chimie (Craiova, Roumaine), 2013 - 2014
- Laboratoire International Associé (LIA) “CATalysis for Sustainable and Environmental Chemistry” (CATSEC) entre le National Chemical Laboratory (NCL, Pune, Inde) et l’Unité de Catalyse et de Chimie du Solide, 2013-2016, porteuse du workpackage déposé avec Dr. Nandini Devi (NCL), “Characterisations of materials for low temperature and high temperature Fuel Cells”
- Projet de coopération France-Chine, échange de chercheurs, CNRS/NSFC, participante : “Propriétés de transport de l’oxygène dans des céramiques perméables à l’oxygène, Oxygen Transport behaviour thrOugh Permeation Ceramics, OTOP ”, échange bilatéral R. N. Vannier (UCCS-CS, MOEN), Q. Zhen, Nano-science & Technology Research Center, Université de Shanghai (Shanghai, Chine), 2013
- PHC Van Gogh, participante : “Transport de l’oxygène pour le design de cathodes de SOFC performantes”, échange bilatéral avec Pr. H. Bouwmeester, Pr. B. Boukamp et Pr. R. N. Vannier, 2014- 2015
- PHC Alliance, porteuse : “Caractérisations structurales et électrochimiques de nouveaux matériaux pour piles à combustible à oxyde solide”, échange bilatéral avec l’équipe du Pr. Irvine, Université de St Andrews (Ecosse, Royaume-Uni), 2009 - 2010
- projet Econet, participante : “Synthèse et contrôle de la stœchiométrie en oxygène de nouveaux oxydes magnétiques ; applications pour l’énergie”, implication de 4 laboratoires de 3 pays : France (Unité de Catalyse et de Chimie du Solide (UCCS), Equipe de Chimie du Solide, Lille), Roumanie (Université “Al. I. Cuza” Iasi, Faculté de Chimie, Département de chimie inorganique - Institut National de Recherche Développement pour Physique Technique, Iasi), Moldavie (Université de Moldavie, département chimie, Chisinau), 2008 - 2010
- Programmes nationaux :
- Projet émergent Région Nord Pas de Calais - appel 2011, “Optimisation de matériaux et préparation de cellules pour électrolyseurs, rôle de l’assemblage sur les mécanismes de production d’hydrogène : effets de la microstructure et des interfaces”, porteuse, coordinatrice administrative et scientifique, période : janvier 2013 - décembre 2015
- Projet J’innove dans les écotechnologies - appel 2012, “Optimisation de matériaux et préparation de cellules pour électrolyseurs, rôle de l’assemblage sur les mécanismes de production d’hydrogène : effets de la microstructure et des interfaces”, porteuse.
- ANR IDEA-MAT “Diffusion et échange ionique pour le design de matériaux avancés pour l’énergie”, participante, 2012-2015
- Projet interne UCCS :
- projet émergent UCCS, “Caractérisations microstructurales avancées de matériaux d’électrode à architecture contrôlée”, porteuse avec J. P. Dacquin, coordinatrice, 2015 |
