Description du sujet de thèse

Le but de la thèse est la modélisation atomistique du mécanisme de l'électro-oxydation de l'iso-propanol en acétone et, ultérieurement, de proposer de nouveaux catalyseurs (autre que Pt-Ru) stables et actifs. Les calculs se feront principalement par DFT grand-canonique, en traitant le potentiel électrochimique explicitement et le solvant implicitement. Une partie de l'étude mécanistique, liée à l'adsorption/désorption des réactifs et produits se fera en présence de l'eau explicit par des méthodes de dynamiques moléculaires (intégration thermodynamique et/ou metadynamique).
Le criblage de catalyseurs alternatifs à l'état de l'art (Pt-Ru) se fera par étapes, en commençant par des potentiels machine-learning génériques (foundational models) tel que MACE, SevenNet ou Orb-V3, puis les prédictions seront progressivement vérifié par DFT et, in fine, testées expérimentalement.

Contexte de travail

Cette thèse se déroulera dans le contexte d'un projet Européen (IsoPROPEL) en collaboration étroite avec le Forschungszentrum Jülich (Allemagne) pour les tests catalytiques et l'ITQ de Valence en Espagne pour le synthèse de nouveaux catalyseurs. Le but global du projet IsoPROPEL est de développer des piles à combustibles qui exploitent le couple iso-propanol/acétone pour les bateaux qui circules sur les cours d'eau (canaux, fleuves etc) Européens.

La personne recrutée s'inscrira en thèse à l'ENS de Lyon et fera parti de l'Ecole Doctorale de Chimie de Lyon.

L'axe de chimie théorique et thermodynamique moléculaire du Laboratoire de Chimie et reconnu dans le domaine de la simulation de la catalyse hétérogène et de l'électrocatalyse. La revue suivante peut donner un aperçu des activités en électrocatalyse: 10.1002/wcms.1499
L'axe est très internationale et propose un environment stimulant par des séminaires d'autres activités, tels que la QM/MM, la simulation des liquides ioniques ou la caractérisation des états excités.

Contraintes et risques

Maîtrise d'Anglais indispensable.