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PostDoctorant (H/F) : Caractérisations (électrochimiques/structurales) ex-situ vs. in-situ vs. operando multi-échelles de batteries Lithium métal (LMBs) autoréparables

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : mercredi 3 février 2021

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Informations générales

Référence : UMR5819-PATRAN-002
Lieu de travail : GRENOBLE
Date de publication : mercredi 13 janvier 2021
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 28 mois
Date d'embauche prévue : 1 avril 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2648 € à 3054 € brut mensuel, selon expérience
Niveau d'études souhaité : Doctorat
Expérience souhaitée : 1 à 4 années

Missions

Pleinement intégrée à la trajectoire 2020-2030 de l'initiative européenne (H2020 & Horizon Europe) Battery 2030+ (site web: https://battery2030.eu/: Manifesto & Roadmap), ce contrat postdoctoral vise à explorer et valoriser les potentiels d'électrolytes 2.0 combinant facultés d'auto-assemblage/réparation/cicatrisation avec un transport efficace de cations Li+: les Cristaux Liquides Ioniques Thermotropes (CLITs). Ces conducteurs cationiques ajustables à façon représentent la fusion de deux classes de matériaux fonctionnels: les cristaux liquides thermotropes stimuli-sensibles et les conducteurs (cat)ioniques (Li+) organiques. Le/la postdoctorant/postdoctorante mettra en œuvre et caractérisera (preuves de concept) des batteries Lithium métal (LMBs) autoréparables recourant aux organisations supramoléculaires dynamiques 1D, 2D et 3D de CLITs pour assurer un transport cationique efficace entre leur anode Li métal et leur cathode.
Electrochimiste de formation, spécialisé(e) et expérimenté(e) dans le stockage électrochimique de l'énergie, Il/Elle aura pour mission principale de déchiffrer les corrélations structures/propriétés de transport ionique multi-échelles au sein de CLITs et des interphases CLITs/électrodes dans des dispositifs de stockage d'énergie (batteries/pouch cells) post-lithium-ion via le suivi ex situ vs. in situ vs operando des processus (électro)chimiques (en volume vs. interfaciaux) et leurs impacts sur les indicateurs de performances clés (KPIs) des LMBs autoréparables développées dans le cadre du projet H2020 "HIDDEN". Il/Elle aura également pour mission (secondaire) de caractériser la structure & la dynamique des CLITs synthétisés par les partenaires CNRS+UGA & Specific Polymers.
En utilisant les LMBs autoréparables du projet HIDDEN comme plateformes expérimentales pour des preuves de concepts, il/elle abordera au cours de son contrat postdoctoral deux questions fondamentales pour les électrolytes organiques mésomorphes auto-assemblés/réparables/cicatrisables: i) le rôle de la dimensionnalité (1D vs. 2D vs. 3D) sur la percolation et le nanoconfinement des porteurs de charges dans des électrolytes hiérarchiquement autoorganisés et ii) la mosaïcité dynamique et la gestion des défauts dans des matériaux (macro)moléculaires mésomorphes conducteurs ioniques stimuli-sensibles, en absence ou en présence de stimuli externes.

Activités

Pour réaliser ses missions au sein du projet H2020HIDDEN, Il/Elle bénéficiera des moyens expérimentaux de l'UMR5819-SyMMES (plateforme HyBRID-EN: https://www.symmes.fr/Pages/STEP/Hybriden.aspx) et d'installations européennes (e.g. ESRF (https://www.esrf.eu/) & Soleil (https://www.synchrotron-soleil.fr)) sous la forme de plateformes expérimentales multi-modales/physiques dédiées permettant des caractérisations (ex situ vs. in situ vs. operando) multi-échelles en recourant et/ou en combinant les techniques suivantes :
-Spectroscopies RMN (HR-RMN & SS-RMN, PFG-NMR, NMR Relaxometry)
-Spectroscopie Infrarouge (FTIR)
-Calorimétrie différentielle à balayage (DSC)
-Microscopie optique polarisée (POM)
-Diffusion (SAXS/WAXS) et imagerie (Tomographie/Cohérente) de rayons X (nano-CT/CDI),
-Spectroscopie d'impédance électrochimique potentiostatique (PEIS)
-Voltammétrie cyclique (CV)
-Cyclage galvanostatique avec limitation de potentiel (GCPL)
-Technique de titrage intermittent galvanostatique (GITT)
etc..

Compétences

Le/la candidat(e) devra être titulaire d'un doctorat en électrochimie (ou en science des matériaux) dans le domaine du stockage électrochimique de l'énergie, avec de solides compétences, une expérience avérée et des expertises pratiques dans i) la conception & l'assemblage de cellules électrochimiques (batteries et pouch cells) et ii) la caractérisations avancées (CV, PEIS, GCPL, GIIT) de batteries rechargeables hautes performances (e.g. batteries lithium-ion /métal (LiBs/LMBs).
Des savoir-faire dans la conception/caractérisation de matériaux (macro)moléculaires fonctionnels (en particulier des conducteurs ioniques) et/ou une expérience dans la caractérisation multi-échelles des corrélations structure/dynamique/propriétés de transport ionique de conducteurs ioniques et de batteries rechargeables (LiBs/LMBs) seront considérés comme un plus.
Des capacités avérées d'autonomies scientifiques et une force de proposition pour mener à bien des projets multidisciplinaires de rupture combinées à un tropisme pour le travail synergique dans une équipe pluridisciplinaire impliquée dans des projets collaboratifs aux interfaces de la chimie, de l'électrochimie, de la physicochimie et de la physique des matériaux (macro)moléculaires fonctionnels et des dispositifs de stockage électrochimique de l'énergie seront considérés comme des plus appréciables.
D'excellentes compétences communicationnelles et rédactionnelles (notamment en anglais) constitueront des critères tout aussi importants que les qualifications académiques et le mérite scientifique pour la sélection du/de la postdoctorant/postdoctorante.

Contexte de travail

Sous la co-direction du Dr Patrice Rannou (ORCID: 0000-0001-9376-7136) et du Pr. Saïd Sadki (ORCID: 0000-0002-4187-6039), le/la postdoctorant(e) travaillera au sein de l'UMR5819-SyMMES (CNRS/CEA/UGA) à Grenoble (Site web https://www.symmes.fr/. Thématiques de recherche: Energies décarbonées, technologies de l'information et de la communication (TIC), biotechnologies et santé humaine: 65 permanents (CNRS, CEA et UGA) et 60 stagiaires (L2->M2R), doctorants et postdoctorants.). Il/Elle sera intégré(e) au sein du partenaire "CNRS+UGA" du projet H2020 HIDDEN (https://cordis.europa.eu/project/id/957202 & https://www.hidden-project.eu/. Thème: LC-BAT-14-2020: " Self-healing functionalities for long lasting battery cell chemistries". Budget: 4 M€. Durée de 3 ans: 1er septembre 2020-31 août 2023) rassemblant les expertises et savoir-faire de sept partenaires européens (VTT, CNRS+UGA, CSEM, BFH, Belenos Clean Power, Specific Polymers & RTD Talos Ltd) dans le cadre de l'initiative européenne Battery 2030+ (https://battery2030.eu/ ) :
LinkedIn: https://www.linkedin.com/showcase/hidden-project
Twitter: https://twitter.com/HIDDENProjectEU
Facebook: https://www.facebook.com/HiddenProjectEU
Au sein de l'environnement scientifique pluridisciplinaire ((électro)chimie, physique, nano-science/technologies, nanoionique/nanofluidique) et international exceptionnel du projet HIDDEN (https://cordis.europa.eu/project/id/957202 & https://www.hidden-project.eu/), Il/Elle sera impliqué(e) dans les tâches polyvalentes d'un projet H2020. Le/la postdoctorant(e) bénéficiera d'interactions scientifiques (courts séjours chez différents partenaires du projet et actions de formation spécifiques) au sein d'un écosystème unique de recherche et d'innovation composé de laboratoires académiques, de PMEs, d'Organismes de Recherche et de Technologie (RTOs) spécialisées dans le transfert technologique et l'innovation et de fabricants de batteries à la pointe des recherches et des innovations sur les matériaux (macro)moléculaires fonctionnels et le stockage électrochimique de l'énergie pour développer son projet de recherche et étendre son réseau professionnel.
Ce contrat de recherche postdoctoral est en lien directe avec les thématiques de recherche abordées par la section 14 (Chimie de coordination, catalyse, interfaces et procédés) et la section 11 (Systèmes et matériaux supra et macromoléculaires : élaboration, propriétés, fonctions) du comité national de la recherche scientifique du CNRS.

Informations complémentaires

Eligibilité:
Les candidat(e)s s'attacheront à fournir (via le portail emploi du CNRS) un dossier électronique de candidature (e-candidature via un unique document pdf) combinant 1) un curriculum vitae détaillé, 2) une lettre de motivation avec un résumé de leur expérience de recherche et de leurs principaux résultats scientifiques 3) les relevés de notes & versions électroniques de leurs diplômes (en français ou en anglais) 4) les noms et contacts deux référents scientifiques ou deux lettres de recommandations et 5) jusqu'à 3 publications (versions électroniques) issues de leurs travaux.
Processus de Sélection:
Nous encourageons les candidat(e)s à postuler dès que possible, la recherche de candidat(e)s se poursuivant jusqu'à ce que le poste soit pourvu. Les candidatures seront évaluées selon un process en trois étapes
* Étape 1: vérification de l'éligibilité sur la base du dossier électronique (unique) soumis par le/la candidat(e)
* Étape 2: Les candidatures éligibles seront évaluées par 2 chercheurs du partenaire CNRS+UGA du projet H2020 HIDDEN. Les candidat(e)s seront informé(e)s des résultats (Go/No Go pour l'étape 3)
* Étape 3: les candidat(e)s présélectionné(e)s suite à l'étape 2 seront invité(e)s à suivre la dernière phase de sélection: une interview par visioconférence. Tous/Toutes les candidat(e)s qualifié(e)s pour l'étape 3 seront informé(e)s de la décision finale.
Pour plus d'informations (Sujets/Problématiques: cristaux liquides fonctionnels, transport ionique sous nanoconfinement, électrolytes à base de copolymères de précision, électrolytes solides polymères, électrolytes à base de base de CLITs) voir la sélection (2014-2020) d'articles et brevets suivants:
*1. Bresser, D; Leclere, M; Bernard, L; Rannou, P.; Mendil‐Jakani, H; Kim, G-T; Zinkevich, T; Indris, S; Gebel, G.; Lyonnard, S; Picard, L; "Organic liquid crystals as single‐ion Li+ conductors", ChemSusChem, (2020). DOI: 10.1002/cssc.202001995
*2. Cherian, T.; Rosa Nunes, D.; Dane, T.G.; Jacquemin, J.; Vainio, U.; Myllymäki, T.; Timonen, J.; Houbenov, N.; Maréchal, M.; Rannou, P.; Ikkala, O. "Supramolecular self-assembly of nanoconfined ionic liquids for fast anisotropic ion transport", Adv. Funct. Mater. 29, 1905054 (2019). DOI: 10.1002/adfm.201905054
*3. Myllymäki, T.T.T.; Guliyeva, A.; Korpi, A.; Kostiainen, M.A.; Hynninen, V.; Nonappa; Rannou, P.; O. Ikkala; O., Halila, S. "Lyotropic liquid crystals and linear supramolecular polymers of end-functionalized oligosaccharides", Chem. Commun. 55, 11739-11742 (2019), DOI: 10.1039/C9CC04715H
*4. Overton, P.; Rannou, P.; Picard L. “Sulfonamide macromolecules useful as single-ion conducting polymer electrolytes”, FR3068693, WO/2019/008061, Jan. 10, 2019. PCT/EP2018/068135
*5. Trigg, E.B.; Gaines, T.W.; Maréchal, M.; Moed, D.E.; Rannou, P.; Wagener, K.B.; Stevens, M.J.; Winey, K.I. “Self-Assembled highly ordered acid layers in precisely sulfonated polyethylene produce efficient proton transport”, Nat. Mater. 17, 725-731 (2018). DOI: 10.1038/s41563-018-0097-2
*6. Delhorbe, V.; Bresser, D.; Mendil-Jakani, H.; Rannou , P.; Bernard, L.; Gutel, T.; Lyonnard, S.; Picard, L. “Unveiling the ion conduction mechanism in imidazolium-based poly(ionic liquids): A comprehensive investigation of the structure-to-transport interplay”, Macromolecules 50, 4309-4321 (2017). DOI: 10.1021/acs.macromol.7b00197
*7. Picard, L.; Gebel, G.; Leclère, M.; Mendil-Jakani, H.; Rannou, P, “Electrolytes for electrochemical generators”, FR3041358, US20180261886, EP3353262, WO/2017/050769, March 30, 2017. PCT/EP2016/072312
*8. Ikkala, O.; Houbenov, N.; Rannou, P., "From block copolymer self-assembly, liquid crystallinity, and supramolecular concepts to functionalities", Handbook of Liquid Crystals (8 volumes), 2nd edition, Eds. J.W. Goodby, P.J. Collings, T. Kato, C. Tschierske, H. Gleeson, P. Raines, ISBN-13: 978-3-527-32773-7, Wiley-VCH, Weinheim, Germany, Volume 7: Supramolecular and Polymer Liquid Crystals, 541-598 (2014). DOI: 10.1002/9783527671403.hlc122

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