Professeur - Sorbonne Université

Responsable de l’équipe Électrochimie et Liquides Ioniques

Chaire de la Maison de la Simulation

ORCID : 0000-0002-1753-491X

ResearcherID : F-4029-2014

Coordonnées

Tél : +33 1 44 27 32 65

courrier électronique : mathieu.salanne ad sorbonne-universite.fr

Principaux thèmes de recherche

Simulation de supercondensateurs

Les supercondensateurs sont des systèmes permettant de stocker de l’électricité par adsorption réversible d’ions sur une électrode. Leur densité de puissance est très élevée, et les temps de charge/décharge associés sont très courts. Leur densité d’énergie est en revanche limitée, mais des expériences récentes ont montré que l’utilisation de carbones poreux (avec des pores de taille inférieure au nm) en tant qu’électrodes permettait d’augmenter de manière significative la capacité de stockage. L’objectif de nos simulations est d’établir le meilleur couple électrode/électrolyte permettant d’optimiser les performances des supercondensateurs.

Développement de modèles polarisables

L’étude de nombreux matériaux (argiles, liquides ioniques etc) par dynamique moléculaire nécessite une description correcte des interactions intermoléculaires. De nombreuses propriétés n’étant pas accessibles par des simulations ab initio, il faut recourir à des champs de forces classiques. Notre approche consiste à déterminer les paramètres de champs de forces incluant les effets de polarisation à l’aide de calculs ab initio. Les potentiels d’interaction ainsi générés sont ensuite utilisés pour prédire de nombreuses propriétés structurales, thermodynamiques et dynamiques. Ils sont généralement transférables d’une phase condensée à une autre, ce qui permet d’étudier des systèmes variés, que ce soit dans le contexte de la production d’énergie ou de son stockage.

Équipe et principaux collaborateurs

• Doctorant : Zhujie Li
• Post-docs : Trinidad Mendez-Morales, Kyle Reeves, Thomas Dufils & Mario Burbano
• Ingénieur : Matthieu Haefele
• Collaboration interne avec Benjamin Rotenberg, Guillaume Jeanmairet & Anne-Laure Rollet
• Collaboration avec les équipes de Patrice Simon (Université de Toulouse), Paul Madden (Université d’Oxford), Yury Gogotsi (Drexel University) et Olivier Fontaine (Université de Montpellier)

Quelques publications

La liste complète de mes publications se trouve ici.

 Navigating at will on the water phase diagram

Silvio Pipolo, Mathieu Salanne, Guillaume Ferlat, Stefan Klotz, A. Marco Saitta & Fabio Pietrucci, Phys. Rev. Lett., in press

 Reversible magnesium and aluminium ions insertion in cation-deficient anatase TiO₂

Toshinari Koketsu, Jiwei Ma, Benjamin Morgan, Monique Body, Christophe Legein, Walid Dachraoui, Mattia Giannini, Arnaud Demortière, Mathieu Salanne, François Dardoize, Henri Groult, Olaf Borkiewicz, Karena Chapman, Peter Strasser & Damien Dambournet, Nature Materials, 16, 1142 (2017)

 Partial breaking of the Coulombic ordering of ionic liquids confined in carbon nanopores

Ryusuke Futamura, Taku Iiyama, Yuma Takasaki, Yury Gogotsi, Mark Biggs, Mathieu Salanne, Julie Ségalini, Patrice Simon & Katsumi Kaneko, Nature Materials, 16, 1225 (2017)

 Efficient storage mechanisms for building better supercapacitors

Mathieu Salanne, Benjamin Rotenberg, Katsuhiko Naoi, Katsumi Kaneko, Pierre-Louis Taberna, Clare Grey, Bruce Dunn & Patrice Simon, Nature Energy, 1, 16070 (2016)

 Sparse cyclic excitations explain the low ionic conductivity of stoichiometric Li₇La₃Zr₂O₁₂

Mario Burbano, Dany Carlier, Florent Boucher, Benjamin Morgan & Mathieu Salanne, Phys. Rev. Lett., 116, 135901 (2016), Copyright 2016 by the American Physical Society

 Confinement, Desolvation, And Electrosorption Effects on the Diffusion of Ions in Nanoporous Carbon Electrodes

Clarisse Pean, Barbara Daffos, Benjamin Rotenberg, Pierre Levitz, Matthieu Haefele, Pierre-Louis Taberna, Patrice Simon & Mathieu Salanne JACS 137 12627–12632 (2015)

 On the Dynamics of Charging in Nanoporous Carbon-Based Supercapacitors

Clarisse Péan , Céline Merlet , Benjamin Rotenberg , Paul Anthony Madden , Pierre-Louis Taberna , Barbara Daffos , Mathieu Salanne & Patrice Simon ACS Nano 8 1576-1583 (2014)

 Highly confined ions store charge more efficiently in supercapacitors

Céline Merlet, Clarisse Péan, Benjamin Rotenberg, Paul Madden, Barbara Daffos, Pierre-Louis Taberna, Patrice Simon & Mathieu Salanne Nature Commun. 4 2701 (2013)

 On the molecular origin of supercapacitance in nanoporous carbon electrodes

Céline Merlet, Benjamin Rotenberg, Paul A. Madden, Pierre-Louis Taberna, Patrice Simon, Yury Gogotsi & Mathieu Salanne Nature Mater. 11 306-310 (2012)

 Charge fluctuations in nano-scale capacitors

David T. Limmer, Céline Merlet, Mathieu Salanne, David Chandler, Paul A. Madden, René van Roij & Benjamin Rotenberg Phys. Rev. Lett. 111, 106102 (2013), Copyright 2013 by the American Physical Society

 From Localized Orbitals to Material Properties : Building Classical Force Fields for Nonmetallic Condensed Matter Systems

Benjamin Rotenberg, Mathieu Salanne, Christian Simon & Rodolphe Vuilleumier Phys. Rev. Lett. 104 (13) 138301 (2010), Copyright 2010 by the American Physical Society.