Thèse soutenue

Modélisation mécanistique pour les batteries à circulation de type semi-solide
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Auteur / Autrice : Garima Shukla
Direction : Alejandro Antonio FrancoAnne-Virginie Salsac
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie. Chimie informatique et théorique
Date : Soutenance le 10/01/2020
Etablissement(s) : Amiens
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de réactivité et chimie des solides (Amiens)
Jury : Président / Présidente : Emmanuel Baudrin
Examinateurs / Examinatrices : Alejandro Antonio Franco, Anne-Virginie Salsac, Miran Gaberšček, Juraj Kosek, Youcef Mammeri, Piotr De Silva
Rapporteurs / Rapporteuses : Miran Gaberšček, Juraj Kosek

Mots clés

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Résumé

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Cette thèse est basée sur un dispositif de stockage d'énergie développé récemment, appelé la batterie à circulation de type semi-solide (BCSS), qui représente un croisement technologique entre deux systèmes déjà commercialisés, la batterie lithium-ion et la batterie à circulation. La BCSS possède des particules en suspension comme électrodes qui peuvent être stockées à l'extérieur de la batterie à décharge, dans des réservoirs pour des applications énergétiques à grande échelle. Les défis auxquels sont confrontés les BCSS sont identifiés dans cette thèse. Ils sont attribués au système multicorps dans lequel se produisent de nombreux phénomènes à différentes échelles, ce qui rend les résultats expérimentaux non intuitifs. Ce travail explore l'applicabilité d'un modèle mécaniste pour gérer ce type de complexité. Le modèle est basé sur l’agent en trois dimensions avec un moteur Monte Carlo cinétique. Comme il est difficile de valider ce type de modèle, il est proposé d’utiliser une analyse de sensibilité globale. Il a été démontré que l'utilisation sur de grandes quantités de résultats simulés peut fournir des tendances qui permettent d'identifier les métriques mésoscopiques et émergentes afin de rationaliser la complexité des BCSS. De telles idées ne ressortent ni des expériences ni des modèles traditionnels. Les perspectives et les outils développés ici peuvent fournir un cadre plus rigoureux pour d'autres types de systèmes électrochimiques situés à l'intersection de disciplines