Missions

Le/la post-doctorant.e participera à un projet conjoint avec l'entreprise Arkema dont l'objectif général est le développement de nouveaux électrolytes pour les batteries à haute puissance.

La batterie Li-ion est désormais une technologie mature. Cependant, son déploiement à grande échelle pose des problèmes de disponibilité d'éléments critiques, en particulier le cobalt, qui est utilisé dans les matériaux de cathode. Une possibilité consiste à utiliser des composés à base d'oxyde de manganèse. Comme ces matériaux présentent des potentiels d'intercalation plus élevés, ils augmenteraient également la quantité d'énergie stockée, mais il est alors nécessaire d'utiliser des électrolytes stables sur de larges gammes de potentiels. Parmi les pistes explorées, l'utilisation de sels fluorés avec le bis(fluorosulfonyl)imide (FSI) comme anion est prometteuse, mais ceux-ci ont tendance à corroder les collecteurs de courant en aluminium.

Afin de mieux contrôler ces phénomènes de corrosion, il est nécessaire de les comprendre au niveau moléculaire. Le/la post-doctorant.e étudiera les propriétés structurelles (solvatation des ions, structure à courte et longue portée) ainsi que la réactivité d'un liquide composé du sel LiFSI dissous dans des solvants de type carbonate à la surface d'un collecteur de courant métallique en aluminium. Pour ce faire, une combinaison de techniques de dynamique moléculaire classiques et ab initio sera utilisée. Le travail sera effectué sur des supercalculateurs nationaux et européens.

Activités

Le/la post-doctorant.e contribuera à différents aspects du projet tels que :
• le développement de nouvelles approches théoriques pour modéliser les interfaces électrodes/électrolytes
• la réalisation de simulations moléculaires de type dynamique moléculaire
• le développement de codes pour analyser ces simulations (à partir d'outils existants au laboratoire)
• la collaboration avec des expérimentateurs
• la rédaction de publications et la participation à des conférences

Compétences

Les candidats doivent être titulaires au démarrage du projet d'un doctorat en chimie physique ou en physique, et avoir des compétences en recherche en lien avec la thématique et les activités du projet. Une bonne expérience en simulation moléculaire et/ou en machine-learning est nécessaire, ainsi qu'une bonne connaissance des outils théoriques associés (physique statistique des liquides, …; une expérience en programmation parmi: Python, Fortran, C, C++, ...). Une bonne maîtrise de l'anglais parlé et écrit est requise.

Contexte de travail

Le laboratoire PHENIX (Physicochimie des électrolytes et nanosystèmes interfaciaux) est une Unité Mixte de Recherche entre le CNRS et Sorbonne Université. Il est situé sur le campus Pierre et Marie Curie, dans le centre de Paris. Il est constitué de ~90-100 chercheurs, enseignants-chercheurs, doctorants et post-doctorants, et conduit des recherches dans les domaines de l'énergie (stockage électrochimique, recyclage...) de la santé (nanoparticules pour l'imagerie...) et l'environnement (stockage des déchets, traitement de l'eau...).

Le/la post-doctorant.e fera partie de l'équipe Électrochimie et Liquides Ioniques et effectura ses recherches dans le cadre du projet HIPOBAT. Il/elle bénéficiera d'un accès aux ressources de calcul du laboratoire et de l'université.

Contraintes et risques

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