Missions

Un poste de chercheur postdoctoral est à pourvoir dans le cadre du projet ANR « SPACESENSE », qui vise à développer un système de capteur autonome, compact et polyvalent, doté de dispositifs de stockage d'énergie intégrés, d'une électronique et d'une antenne RF. Ce capteur est destiné au monitoring et aux tests des satellites. Le dispositif de stockage d'énergie, composé d'une batterie lithium-ion couplée à un supercondensateur, doit résister à des conditions difficiles en termes de température, de pression et de cyclage. Il doit également présenter une grande capacité spécifique tout en fournissant des densités de puissance élevées. Dans cette équipe de projet multidisciplinaire, la mission principale du chercheur recruté se concentrera sur le développement et la synthèse d'électrodes hybrides nanostructurées pour la fabrication de cette nouvelle génération de batteries lithium-ion. Deux axes principaux seront poursuivis : la synthèse d'électrodes positives et négatives nanostructurées basées sur des nanotubes de carbone décorés avec des nanoparticules de matériau actif à haute densité de stockage d'énergie et l'évaluation de leur performance électrochimique dans des cellules prototypes emballées dans différentes conditions environnementales.

Activités

Dans la phase actuelle de développement du projet SPACESENSE, l'objectif est de faire la démonstration d'un système de stockage d'énergie performant et durable basé sur des nanomatériaux de carbone, en exploitant les propriétés de ces matériaux et en tirant parti de leur nanostructuration et de leur fonctionnalisation. Pour la réalisation du composant de la batterie cellule-pack, les activités prévues sont les suivantes :
- la fabrication d'électrodes hybrides nanostructurées à haute densité énergétique,
- la réalisation de prototypes de batteries (piles boutons) compatibles avec les spécifications pour la co-intégration de capteurs et d'électronique embarquée,
- la caractérisation électrochimique des prototypes et l'optimisation de leurs performances,
- l'analyse, l'exploitation, l'interprétation et la validation des résultats obtenus,
- valorisation et diffusion dans des publications et des conférences.

Compétences

compte tenu de l'avancement du projet « SPACESENSE », le candidat devra être capable de s'intégrer rapidement à l'équipe du projet et d'acquérir très vite des compétences ainsi qu'une autonomie dans toutes les étapes de la fabrication et de la caractérisation des batteries. Il doit être titulaire d'un doctorat en physique, électrochimie ou chimie des matériaux. Le poste requiert une solide expérience en synthèse et caractérisation des matériaux, en nanostructuration et en électrochimie. Les compétences suivantes sont attendues :
- excellente connaissance (fondamentale) de la science des matériaux et en particulier des nanomatériaux,
- techniques de préparation des matériaux (CVD et PVD), techniques de vide,
- les techniques de caractérisation physico-chimique (TEM, SEM, Raman, etc.),
- connaissance de l'électrochimie, en particulier des systèmes de stockage d'énergie électrochimique.
- Excellentes aptitudes à la communication écrite et orale en anglais,
- Capacité à travailler en équipe, à s'adapter à différents environnements de travail et expérience dans la poursuite de projets scientifiques.

Contexte de travail

Le poste est situé au Laboratoire de Physique des Interfaces et des Couches Minces (LPICM) de l'École Polytechnique IP Paris. Le LPICM est une unité mixte de recherche (UMR 7647) du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) et de l'École Polytechnique IP Paris. Les activités de recherche menées au sein du LPICM ont pour dénominateur commun les nano- ou microstructures, les nano-objets, les couches minces et les interfaces. L'éventail des travaux menés sur ces objets est très large, avec des activités sur : (i) la conception de nouvelles structures fonctionnelles au niveau moléculaire, (ii) la conception, le développement et la mise en œuvre de procédés physiques ou chimiques pour la production de ces structures moléculaires ou nanométriques et/ou leur utilisation dans la préparation de matériaux et interfaces fonctionnels, (iii) le développement de méthodes de caractérisation physique, physico-chimique, structurale et fonctionnelle des films minces, interfaces et nanostructures, des mécanismes impliqués dans leur formation et des procédés permettant leur préparation, (iv) l'intégration des matériaux préparés dans des systèmes fonctionnels et (v) la caractérisation fonctionnelle de ces systèmes.

Contraintes et risques

travail en laboratoire, utilisation de gaz réactifs, vide/ultravide et boîtes à gants.