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Colloque
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Toby McConville : University of Waterloo
Les secteurs économiques majeurs, tels que le transport et la métallurgie, représentent des
obstacles importants à la décarbonisation mondiale. L’hydrogène vert, produit par électrolyse de
l’eau, est une alternative prometteuse, mais l’efficacité énergétique des électrolyseurs
conventionnelles est limitée. Les cellules d’électrolyse à oxyde solide (SOEC), qui utilisent
l’énergie électrique pour séparer l’hydrogène de la vapeur d’eau, offrent une efficacité presque
totale, mais font face à un défi majeur consistant à la dégradation des matériaux. Cette étude vise
à comprendre et à optimiser les mécanismes de transport des ions dans les électrolytes
oxyhalogénés de Sillén, en particulier la diffusion des anions O2− et l'influence du dopage par des
éléments terres rares. Les mécanismes de diffusion seront simulés à l’aide de techniques d’analyse
par éléments finis, en complément des dynamiques moléculaires ab initio (AIMD) avec le
programme VASP, et la fonction de localisation électronique sera utilisée pour analyser les
dynamiques des anions. Parallèlement, un modèle électrochimique basé sur la physique sera
développé pour simuler la spectroscopie d’impédance électrochimique (EIS), afin de mieux
prédire la conductivité ionique et les processus de transfert de charge. Cette recherche fournira des
informations cruciales pour la conception de SOECs plus efficaces et durables.
Ce colloque est centré sur le développement de méthodes théoriques et numériques et leur application à la résolution de problèmes chimiques complexes. Les approches impliquées dans ces efforts de modélisation sont généralement basées sur la compréhension détaillée des interactions moléculaires, et diverses méthodes sont mises en œuvre selon l’échelle spatiale des interactions considérées. Cette échelle varie selon les domaines d’application : alors que des méthodes de mécanique et de dynamique quantique sont utilisées pour étudier les propriétés de petites molécules, des approximations classiques sont nécessaires pour l’étude atomistique de systèmes macromoléculaires ou assemblages moléculaires tels que les protéines, micelles, vésicules, membranes biologiques et matériaux divers, sans compter sur l’apport récent de l’apprentissage automatique et de l’intelligence artificielle, qui est en train de rapidement accroître leur champ d’application. Grâce à l’essor des capacités de calcul, ces diverses approches théoriques et leur implémentation numérique sont devenues des outils de choix pour élucider un nombre croissant de problèmes divers allant des matériaux de pointe au développement de médicaments pour les maladies infectieuses, en passant par la chimie de l’atmosphère et la catalyse enzymatique. Le but de ce colloque s’inscrit résolument dans la logique multidisciplinaire de la modélisation multi-échelles, et vise à mettre en présence étudiants et chercheurs issus de disciplines combinant sciences informatiques, mathématiques, physique, chimie, biochimie et biologie qui utilisent des supercalculateurs et des modèles issus de la physicochimie moléculaire pour l’étude des problèmes les plus variés. Les intervenants invités sont à la pointe du développement de nouvelles méthodes de simulation et des efforts pour élargir leur domaine d’application.
Thème du colloque :
Date :
9 mai 2025
Titre du colloque :
Responsables :
