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Chimie à l'état solide: Principes fondamentaux et applications

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Dans cours

CH-450: Solid state chemistry and energy applications

You will learn about the bonding and structure of several important families of solid state materials. You will gain insight into common synthetic and characterization methods and learn about the applicability of several classes of materials in energy rele ...

Description

Cette séance de cours couvre les principes fondamentaux de la chimie de l'état solide, y compris la classification des structures solides, des systèmes cristallins, de la synthèse, de la structure et de la liaison. Il explore également les techniques de caractérisation telles que la diffraction des neutrons et des rayons X, l'analyse thermique et l'adsorption, ainsi que les applications des matériaux solides dans le captage du CO2, le stockage de l'hydrogène / méthane, les batteries, les cellules solaires et la catalyse.

Enseignant·e

Wendy Lee Queen

Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Pratap Narayan Soni, Pattaraphon Rodlamul, Matthieu Meoli, Olivier Thomas Smith, Sanjay Venkatachalam, Anne Faustine Sido Belin, Christopher William Gardner, Lorenzo Meneghin A dirigé les thèses EPFL de Mehrdad Asgari, Daniel Teav Sun, Ilia Kochetygov, Vikram Vinayak Karve, Anita Justin, Till Marian Schertenleib, Jocelyn Richard Roth, Timo Markus Oskar Felder Cours Coordination chemistry CH-222 Fondements de la chimie des composés decoordination.

Source officielle

Concepts associés (32)

Diffraction de poudre

vignette|320x320px|Paterne de poudre d'électron (rouge) d'un film d'aluminium avec une superposition de spirales (vert) et une ligne d'intersection (bleue) qui détermine le paramètre de réseau. La diffraction de poudre est une technique scientifique utilisant la diffraction aux rayons X, la diffraction de neutrons ou la diffraction des électrons sur des échantillons en poudre ou micro-cristallins pour la caractérisation structurale de matériaux. L'instrument dédié à l'exécution de ces mesures est appelé un diffractomètre de poudre.

Chimie du solide

La chimie du solide, aussi connue sous le nom de chimie des matériaux, désigne l'étude de la synthèse, de la structure et des propriétés de la phase solide des matériaux, particulièrement les solides non moléculaires. En conséquence, cette branche de la chimie recoupe en partie la physique du solide, la minéralogie, la cristallographie, les céramiques, la métallurgie, la thermodynamique, la science des materiaux et l'électronique. À cause de son importance économique, la chimie du solide progresse au rythme des avancées technologiques, lesquelles originent souvent de l'industrie.

Cellule photovoltaïque

Une cellule photovoltaïque, ou cellule solaire, est un composant électronique qui, exposé à la lumière, produit de l’électricité grâce à l’effet photovoltaïque. La puissance électrique obtenue est proportionnelle à la puissance lumineuse incidente et elle dépend du rendement de la cellule. Celle-ci délivre une tension continue et un courant la traverse dès qu'elle est connectée à une charge électrique (en général un onduleur, parfois une simple batterie électrique).

État solide

vignette|Solide en laiton conçu par Piet Hein prenant la forme d'un superœuf.|alt=Superœuf solide de couleur dorée posé sur une surface indéfinissable. L’état solide est un état de la matière caractérisé par l'absence de liberté entre les molécules ou les ions (métaux par exemple). Les critères macroscopiques de la matière à l'état solide sont : le solide a une forme propre ; le solide a un volume propre. Si un objet solide est ferme, c'est grâce aux liaisons entre les atomes, ions ou molécules composants du solide.

Stockage de l'hydrogène

Le concept de stockage de l'hydrogène désigne toutes les formes de mise en réserve du dihydrogène en vue de sa mise à disposition ultérieure comme produit chimique ou vecteur énergétique. Plusieurs possibilités existent, qui présentent avantages et inconvénients. Sous forme de gaz, le dihydrogène est peu dense et doit être fortement comprimé. La liquéfaction du dihydrogène se réalise à très basse température. L'hydrogène solide nécessite d'être lié à d'autres composants, notamment sous la forme d'hydrure.

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Caractérisation à l'état solide

Couvre les méthodes de pointe pour la caractérisation à l'état solide et met l'accent sur le choix de la méthode appropriée pour différents matériaux.

Structures cristallines : Indices de Miller et Arrangement d'atomes

Explore les structures cristallines, les indices Miller, la diffraction des rayons X et les microstructures solides.

Techniques de caractérisation en chimie de l'état solide

Explore les techniques de caractérisation standard, en se concentrant sur la diffraction des rayons X et son importance dans la détermination des structures cristallines.

Structures cristallines: Arrangement et diffraction

Explore les structures cristallines, les cellules unitaires, les indices Miller et les principes de diffraction des rayons X.

Liant chimique dans les solides

Explore la liaison chimique dans les solides, la structure de la bande et les techniques de diffusion de surface pour les mesures des paramètres du réseau et l'analyse de l'orientation des cristaux.

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