Équipements

Le GREEnMat dispose de plus de 35 équipements scientifiques et semi-industriels, organisés en catégories thématiques couvrant l'ensemble de la chaîne, de la matière première au composant fonctionnel. Les plateformes phares offrent des capacités rarement réunies en milieu universitaire. D'autres techniques de caractérisation sont accessibles au sein de l'unité de recherche CESAM et de la plateforme de microscopie CAREM. 

Plateformes phares

• Atomiseur à gaz inerte Indutherm AUG 1000
  Creuset céramique, Tmax 2100 °C, ~8 kg acier/batch, poudres sphériques 1–200 µm.
  Capable d'atomiser des alliages réfractaires (Fe, Co, Ni, acier inoxydable…) et de produire en interne des poudres sphériques de qualité correspondante celle exigée pour l’impression 3D (304L, 316L, S355MC, AlSi10Mg, Al7075…).
• Classificateur à air Indutherm AC 1000 G
  Atmosphère de gaz inerte, point de coupure 4–120 µm, jusqu'à 75 kg/h.
  Classification de poudres précisément contrôlée sous atmosphère protectrice, avec une résolution du point de coupure de 1 µm, pour poudres métallique. Complète la tour d’atomisation sur une ligne de production intégrée.
• Spray-dryer Niro Mobile Minor ATEX
  Echelle pilote, jusqu'à 5 L/h, certification ATEX pour solvants et poudres inflammables/réactifs.
  Spray-dryer pilote certifié ATEX permet le séchage sécurisé de barbotines d'électrodes réactives, de précurseurs à base de solvants organiques et de matériaux énergétiques.
• Réacteur à flux laminaire de Taylor (LCTR®)
  Synthèse continue haute pureté, mélange à micro-échelle, uniformité des particules span ~0,2.
  Permet la synthèse en flux continu de précurseurs de batteries (NCM, NCA, LLZO) et de nanoparticules avec une homogénéité supérieure à celle des réacteurs batch.

Production et classification de poudres

• Atomiseur à gaz inerte Indutherm AUG 1000 (voir Plateformes phares)
• Classificateur à air Indutherm AC 1000 G (voir Plateformes phares)
• Spray-dryer Niro Mobile Minor
• Spray-dryer Niro Mobile Minor ATEX (voir Plateformes phares)
• Lyophilisateur (max 4 L eau/24 h, Tmin −60 °C)
• Processeur ultrasonique (Hielscher UP400S)
• Processeur ultrasonique VCX750 (Sonics & Materials)
• Broyeur planétaire (Retsch PM400/2)
• Broyeur centrifuge Ultra ZR 1000 (Retsch)
• Broyeur à billes agité (DYNO-mill ECM-AP 05)
• Broyeur tri-cylindre (Exakt – 50 L)
• Hauschild SpeedMixer SMART DAC 600.3 FVZ LR

Synthèse chimique et réacteurs

• Réacteur à flux laminaire de Taylor (LCTR®) (voir Plateformes phares)
• Bombes hydrothermales à chemise Téflon (pression autogène)
• Réacteur hydrothermal Parr 4580 (5,5 L, jusqu'à 200 bar, 500 °C)

Fabrication additive et impression 3D

• Projection de liant — Desktop Metal Production System™ P-1 (voir Plateformes phares)
• Fusion laser sur lit de poudre (LPBF) — Aconity Micro (métaux)
• Polymérisation en cuve SLA — Ceramaker C900 (3D Ceram, céramiques)
• Polymérisation en cuve MSLA — Formlabs Form 4 (résines, pixel 50 µm, jusqu'à 100 mm/h)
• FDM — Bambu Lab P2S (multi-filament, 256×256×256 mm, jusqu'à 600 mm/s)

Dépôt de films minces et revêtements

• Pyrolyse par spray ultrasonique (Exactacoat, Sono-Tek)
• 2 Dip-coaters
• 2 Spin-coaters (Laurell WS-650MZ-23NPPB), dont un en boîte à gants climatisée
• Dépôt électrophorétique (source Apelex PS9009TX)
• Banc de coulage en bande (BYKO-Drive XL)

Fabrication d'électrodes et assemblage de cellules batteries

Chaîne complète, de la formulation de barbotine au test électrochimique de la cellule :

• Broyeur planétaire (Retsch PM400/2) pour préparation de barbotine
• Hauschild SpeedMixer SMART DAC 600.3 FVZ LR
• Système de spray-coating pour électrodes
• Banc de coulage en bande pour films d'électrodes (BYKO-Drive XL)
• Presse de sertissage pour cellules coin (format CR2032 / CR2025)
• Équipement d'assemblage et de scellage de cellules pouch
• Boîtes à gants (argon) — assemblage d'électrodes et de cellules en atmosphère contrôlée
• Potentiostat/galvanostat multicanaux pour cyclage de cellules (BioLogic VMP3 ; BioLogic SP200/EIS)

Traitement thermique et atmosphérique

• Fours et étuves (jusqu'à 1700 °C)
• Four tubulaire horizontal tri-zone (Carbolite, Tmax 1200 °C)
• Boîtes à gants (argon)
• Presse uniaxiale (Pmax ~2000 bar)

Caractérisation structurale, élémentaire et physique

• Diffractomètre à rayons X (Bruker Twin-Twin, Kalpha Cu)
• Analyseur élémentaire organique Elementar Unicube (CHNOS simultané, échantillons de 1 mg à 1 g, Tcombustion jusqu'à 1800 °C, capacité TOC et détection ppm)
• ICP-OES Thermo Scientific iCAP PRO (analyse stoechiométrique et analyse multi-élémentaire de traces ~ppm, vue axiale/radiale, RF 750–1 600 W en milieu HF
• Système de digestion par micro-ondes CEM Mars6iWave pour la préparation d'échantillons ICP-OES
• Analyse thermique (ATG-DSC, Setaram Labsys Evo, Tmax 1 100 °C)
• Balance d'humidité à chauffage halogène (Tmax 200 °C)
• Granulomètre laser Mastersizer (Malvern) — modules Hydro 2000S (liquide) et Scirocco 2000 (sec)
• Granulomorphomètre Malvern Morphologi 4 (analyse d'image statique, caractérisation de taille et morphologie de particules, 0,5–1 300 µm)
• Diffusion dynamique de la lumière (Viscotek 802 DLS)
• Analyseur DLS Nano-flex (Microtrac)
• Analyseur de surface BET — Micromeritics ASAP 2020
• Coulabilité des poudres GranuDrum (Granutools)
• Densité tassée automatisée – GranuPack (GranuTools)
• Débit d'écoulement gravitaire – GranuFlow (GranuTools)
• Tamiseur vibrant (Haver & Boecker)
• Potentiel zêta DT-1200 (Dispersion Technology)
• Turbidimètre (Malvern Turbiscan)
• Rhéomètre liquide et poudre MCR 102 (Anton Paar)
• Testeur de dureté par indentation Instron Wilson-Wolpert Tukon 2100 B (Vickers/Knoop, 0,05–30 kg)
• Résistance à la compression et flexion trois points (Zwick/Roell Z050, 50 kN – cellule 2,5 kN)
• Profilomètre optique (Contour GT-I de Bruker avec Mode VSI - Vertical Scanning Interferometry)
• Presse isostatique à froid (Pmax 2 500 bar)

Spectroscopie, électrochimie et caractérisation fonctionnelle

• Spectromètre Mössbauer ⁵⁷Fe
• Spectromètre UV/Vis/IR Shimadzu UV3600
• Poro-ellipsomètre spectroscopique Sopra GES-5E
• Simulateur solaire (Newport, Air Mass 1.5)
• Système de mesure Hall RH 2035 (PhysTech)
• Impédancemètre Solartron SI1260
• Potentiostat/galvanostat multicanaux (BioLogic VMP3 ; BioLogic SP200/EIS)
• Spectroscopie en modulation d'intensité photocourant/phototension (Zahner)