Missions

Le ou la candidat(e) travaillera au sein des laboratoires CSE et LCMCP (dans l'équipe RMES), sur un projet axé sur la relation entre les processus d'interface et les performances des batteries. Le CSE et le LCMCP sont impliqués dans le réseau français RS2E, qui regroupe des spécialistes du stockage d'énergie.
Le CSE travaille sur le développement de différents types de batteries (Li-ion, Na-ion, batteries à l'état solide…) et développe des outils in-situ et operando pour comprendre le mécanisme de stockage et les phénomènes de dégradation. Récemment, le CSE a mis en œuvre une stratégie de détection piézoélectrique pour étudier l'interface électrode/électrolyte afin de comprendre l'interaction entre les performances de la batterie et son interface dynamique.
L'équipe RMES du LCMCP travaille sur les batteries tout solide, les batteries Li-ion et les batteries aqueuses. Elle s'intéresse à la synthèse de matériaux inorganiques mais aussi de matériaux hybrides par le procédé sol-gel couplé à des procédés de mise en forme.

Activités

Le candidat sera chargé de l'étude des processus d'électrode/électrolyte par des outils operando dans le but de concevoir de meilleures interfaces pour optimiser les performances des batteries. Le projet se concentrera sur la (co)-insertion d'ions et de molécules de solvant dans des électrolytes aqueux contenant différents porteurs de charge (acide acétique tamponné et cations supplémentaires, notamment Zn2+, Al3+,...). Pour la composition de l'électrolyte, nous étudierons l'effet des additifs cationiques ou des co-solvants organiques hydrophobes sur la structuration de l'interface et la fenêtre de stabilité électrochimique. Ces stratégies sont aujourd'hui étudiées pour concevoir des électrolytes aqueux, mais leur effet sur l'interface n'a pas encore été élucidé. Ce projet tentera d'aborder ce problème en étudiant la chimie des interfaces par des techniques operando, notamment l'EQCM. Enfin, en utilisant des compositions idéales d'électrodes et d'électrolytes déterminées à l'aide des connaissances fondamentales acquises sur les interfaces et le mécanisme de stockage de la charge, des prototypes complets de batteries à protons seront conçus.
Les activités comprendront
- Synthèse/caractérisation des matériaux actifs et préparation des électrodes
- Caractérisation de l'interface de la cathode et de l'anode par des méthodes électrochimiques ex situ et operando (EQCM et EIS)
- Mesures électrochimiques (GCPL, CV, EIS...) dans des configurations de demi-cellules et de cellules complètes.
- Analyse des données, présentation, préparation de rapports et de publications

Compétences

Nous recherchons un(e) chercheur(se) très motivé(e), prêt(e) à travailler de manière indépendante dans l'environnement international des laboratoires CSE et LCMCP. Le ou la candidat(e) idéal(e) possède un doctorat en chimie, en science des matériaux, en génie chimique ou dans des domaines connexes. Une expérience préalable en électrochimie et en recherche sur les systèmes de stockage d'énergie électrochimique nécessaires.

Contexte de travail

Le ou la candidat(e) travaillera au sein des laboratoires CSE et LCMCP (dans l'équipe RMES).
Au sein du Collège de France (Paris, France), le laboratoire "Chimie du solide - Energie (CSE)" est un laboratoire de renommée internationale qui se concentre sur la science fondamentale des matériaux pour le stockage de l'énergie et les dispositifs de conversion. Les principales activités du CSE incluent la conception structurelle de nouveaux matériaux d'insertion, de nouveaux mécanismes de réactivité du Li, la maîtrise des interfaces, et l'exploration d'autres chimies au-delà du Li-ion (comme le Na-ion), les batteries à l'état solide, ainsi que la surveillance en temps réel des paramètres critiques de la batterie à l'aide de capteurs intègre.
Le LCMCP est un acteur reconnu dans le domaine de l'élaboration de matériaux hybrides ou inorganiques fonctionnels par des méthodes de chimie douce, et de l'évaluation de leurs propriétés physicochimiques à différentes échelles. Ces matériaux ciblent des applications à fort impact sociétal, notamment dans les domaines de l'énergie, de la santé et de l'environnement. Le laboratoire rassemble toutes les facettes de la chimie des matériaux avec un couplage fort entre les méthodes de synthèse et les procédés de mise en forme, et des interfaces avec la physique et la biologie. Toutes ces expertises sont complétées par l'utilisation et le développement de techniques modernes de caractérisation, associées à des méthodes de modélisation structurale. Les activités de recherche sont menées par 5 équipes de recherche soutenues par une équipe technique et une équipe administrative. Le candidat sera impliqué dans l'équipe RMES. La recherche dans l'équipe RMES vise à améliorer les performances de stockage et de conversion de l'énergie en utilisant les nanosciences comme levier pour piloter des réactivités spécifiques et améliorer le transport des ions à l'interface électrode/électrolyte. Nous nous intéressons à diverses technologies telles que les batteries Li-ion à l'état solide, "flow" et métal-air, les piles à combustible à membrane échangeuse de protons et la production d'hydrogène solaire.
https://lcmcp.upmc.fr/site/rmes-2/

Contraintes et risques

non