Structure et dynamique des céramiques catalytiques conductrices d'ions – STUDYCEM

Les oxydes à structure pérovskite sont une classe fascinante de matériaux avec une grande variété d'applications technologiques, des conducteurs ioniques pour le stockage et la
transformation d'énergie aux électrocatalyseur, les cellules solaires, le magnétisme... Tandis que la structure ABO3 non déformée présente une structure cubique simple, il s'est avéré récemment que ces composés peuvent présenter au niveau local une structure plus complexe, constituée d’un micro-mâclage avec vacances d'oxygène ordonnées. Ces structures à la périodicités mésoscopique sont formés par des domaines Brownmillerite interconnectés par une zone d'interface. Cette dernière contribuer ò inverser les orientations des domaines, formant des macles anti-phase. Ceci peut favoriser la formation d’interfaces polaires entre domaines, même en cas d'état fondamental ferroélastique non polaire de la structure sous- jacente. Les polarisations locales sont particulièrement intéressantes pour favoriser des réactions catalytiques hétérogènes qui impliquent des molécules présentant un moment dipolaire. Nous avons récemment mis en évidence, dans le cas de Brownmillerite A2BB'O5, que des sites octaédriques B ou tétraédriques B' peuvent être sélectivement substitués. C'est, par exemple, le cas pour Sr2ScGaO5, où Sc et Ga maintiennent leur coordination octaédrique et tétraédrique respective tout en remplaçant l'un des sites par des atomes de métal de transition 3d, par ex. Mn, Fe ou Co. Nous avons aussi montré, en combinant l'analyse neutron-pdf et la spectroscopie RIXS, que la coordination locale pour B et B' est préservée à la fois pour la Brownmillerite et son polymorphe cubique-Perovskite. Cela ouvre de nouvelles voies d'ajustement structural et microstructural. L'accent est mis sur le développement de la méthodologie RMN à l'état solide 17O/45Sc/71Ga/1H/2H pour caractériser caractériser les structures locales et les dynamiques des protons mobiles, ensuite corrélés avec les simulation dynamiques.