Missions

Nous visons à initier une caractérisation complète de la morphologie du dépôt de zinc dans diverses conditions expérimentales afin de mieux comprendre les paramètres essentiels à la conception d'anodes en zinc. Le processus d'électrodéposition pourra également être effectué sur différents supports et avec divers électrolytes, mais notre approche se concentrera principalement sur un électrolyte de ZnSO₄ (solutions faiblement acides).
La distribution clairsemée du zinc pourrait probablement être due à la barrière énergétique élevée associée au processus de nucléation. Ainsi, nous proposons une étude axée sur une stratégie simple impliquant un traitement de pré-cycle de l’anode en zinc. Des améliorations supplémentaires pourraient être obtenues en explorant des additifs pour l'électrolyte capables de modifier significativement la sphère de solvatation de Zn²⁺, comme cela est brièvement mentionné dans la littérature. Nos efforts se concentreront sur des additifs capables de modifier l'activité de l'eau et, par conséquent, la coordination du Zn.
L'ingénierie d'une couche organique sur la surface du zinc (servant de barrière physique protectrice) est prévue au cours du projet et sera évaluée à différentes températures. Cela justifie notre demande d’embauche d’un post-doctorant.
Le développement d'une solution robuste pour les dendrites de zinc pourrait ouvrir la voie à la mise en œuvre d'une cellule de capacité de 1 Ah, étant donné l’adaptabilité de la cellule démontrée dans nos résultats récents.

Activités

Le candidat doit posséder une solide compréhension des processus d’électrodéposition et des phénomènes d’interface. Son travail portera sur l’étude du dépôt de zinc à différentes températures et sur la caractérisation des conditions expérimentales conduisant à la croissance dendritique. Une fois ces conditions identifiées, le candidat optimisera le processus de revêtement de zinc avec des polymères et/ou le dépôt de zinc sur divers substrats. La compatibilité de ce travail d’optimisation sera évaluée dans une cellule prototype haute puissance développée à Amiens, au sein de l’Energy Hub, en collaboration avec le Dr Mathieu Morcrette.
Les livrables attendus pour le projet sont les suivants :
Plusieurs cellules Zn/MnO₂ avec une capacité gravimétrique de 450 mAh/g sur 100 à 500 cycles à température ambiante.
Plusieurs cellules Zn/MnO₂ avec une capacité gravimétrique de 450 mAh/g pendant au moins 50 cycles à -25°C et +55°C.

Compétences

Les candidats doivent être titulaires d’un doctorat, de préférence dans le domaine des batteries aqueuses. Un profil pluridisciplinaire incluant des connaissances en science des matériaux et en électrochimie serait souhaitable, ainsi qu'une bonne maîtrise de l'anglais.

Contexte de travail

La majorité des travaux seront réalisés en Chimie du solide et énergie au Collège de France, Paris. Peu de déplacements vers d'autres laboratoires du réseau RS2E sont à prévoir en fonction des besoins.

Contraintes et risques

RS