Post-doc : Comment la composition et la microstructure d’alliages à haute entropie influencent leurs propriétés de sorption de l’hydrogène (H/F)

Description du Poste

Les Missions

Ce sujet de contrat post-doctoral se déroulera dans le cadre du projet SolHyd du PEPR H2 (Programme et Equipements Prioritaires de Recherche sur l’Hydrogène décarboné). Ce dernier vise à développer l’hydrogène décarboné en tant que vecteur indispensable au futur mix énergétique, en soutenant la recherche amont sur toutes les thématiques pertinentes à l’émergence d’une filière hydrogène performante et pérenne (production d’hydrogène bas carbone, nouvelles solutions de stockage en vue de son utilisation pour la mobilité lourde, etc).

Le post-doctorant s’intéressera à une famille récente de matériaux très prometteurs pour le stockage réversible de l’hydrogène à l’état « solide » : les alliages à haute entropie (ou HEA pour High Entropy Alloys). Ces composés multi-élémentaires sont constitués de 4-5 éléments chimiques au minimum, conduisant à une entropie de mélange élevée qui favorise la formation de solutions solides de structure cristalline simple (bcc, fcc, hcp). Ces alliages ont des propriétés de sorption de l’hydrogène particulièrement intéressantes (cinétique rapide, importantes capacités de stockage réversibles, plateaux d’équilibre compatibles avec des applications type électrolyseurs et piles à combustible), et également modulables par le choix des éléments chimiques constitutifs. Ce dernier se base sur la capacité d’un élément donné à former plus ou moins facilement un hydrure et traduite par l’enthalpie de formation de cet hydrure. Le panachage d’éléments chimiques ayant une forte affinité pour l’hydrogène (Ti, V, Mg, Zr, Nb, Ta…) avec des éléments ayant une moindre affinité pour l’hydrogène (Cr, Mn, Fe, Ni, Zn…) permet d’adapter les propriétés de sorption des HEA. Le·la candidat·e étudiera de nouvelles compositions d’alliages identifiées comme prometteuses, en s’appuyant sur les travaux déjà menés au sein de notre équipe (deux thèses sur le sujet), et en collaboration avec d’autres équipes du projet SolHyd qui contribuent à l’avancée du sujet notamment via des prédictions par apprentissage supervisé et des calculs thermodynamiques.

L'Activité

Ce sujet de contrat post-doctoral vise à mettre en lien la composition chimique (phases présentes et leurs stoechiométries respectives), la structure cristalline et la microstructure des alliages avec leurs propriétés de sorption de l’hydrogène.
Pour une composition d’alliage donnée, le candidat explorera des voies de modification de ces différents paramètres, notamment via différents traitements thermiques (recuits trempe ou hyper-trempe) et des déformations plastiques sévères. (De fait, un large panel de méthodes d’élaboration et de caractérisation sera mis à disposition synthèse par fusion à induction ou par arc, diffraction des rayons X (microscopie électronique à balayage couplée à de la spectroscopie de dispersion d’énergie (MEB-EDX), mesures volumétriques par la méthode de Sievert pour les propriétés de sorption de l’hydrogène. D’autres méthodes pourront être envisagées notamment EBSD, DRX in situ sur grands instruments synchrotron à l'ESRF et diffraction neutronique à l’Institut Laue Langevin pour décrire les changements structuraux au cours des processus d'absorption et de désorption L’exploration fine de ces matériaux permettra une optimisation des propriétés et une compréhension plus fondamentale de l’affinité de l’hydrogène dans ces structures désordonnées.

Votre Profil

Compétences

Le candidat doit avoir une solide formation en science des matériaux. Le travail proposé sera essentiellement de nature expérimentale. De fait, des qualités d’organisation, de rigueur, d’analyse et de synthèse des données seront des critères d’évaluation prédominants. De bonnes aptitudes d’expression écrite et orale sont également attendues.

Votre Environnement de Travail

Le candidat travaillera au sein de l'équipe Matériaux, Rayonnement et Structure (MRS) de l'Institut Néel. Il collaborera au quotidien avec L. Laversenne, P. de Rango et A. Bailly. Il bénéficiera également du soutien des pôles technologiques du laboratoire. Il pourra être amené à collaborer avec d’autres acteurs du PEPR-H2.

L'Institut NÉEL est une Unité propre de recherche du CNRS (UPR2940) conventionnée avec l'Université Grenoble Alpes. Le laboratoire est rattaché au CNRS Physique.
Il est situé à Grenoble, au cœur d'un environnement scientifique, industriel et culturel unique. C'est l'un des plus grands instituts de recherche français pour la recherche fondamentale en matière condensée, enrichi par des activités interdisciplinaires à l'interface de la chimie, ingénierie et biologie. Il emploie 450 personnes dont 175 chercheurs.
Le CNRS est un établissement public à caractère scientifique et technologique. Il a pour mission d’identifier, d’effectuer ou de faire effectuer, seul ou avec ses partenaires, toutes recherches présentant un intérêt pour l’avancement de la science ainsi que pour le progrès économique, social et culturel. Internationalement reconnu pour l’excellence de ses travaux scientifiques, le CNRS est une référence aussi bien dans l’univers de la recherche et développement que pour le grand public.

Rémunération et avantages

Rémunération

Entre 3041,58 € et 3467,33 € mensuels bruts selon expérience

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

À propos de l’offre

À propos du CNRS

Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

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