Description du sujet de thèse

Le sujet de thèse concerne la synthèse, caractérisation structurale et caractérisation électrochimique de catalyseurs pour l’anode de piles à combustible à membrane conductrice d’anions. Les travaux seront menés dans le cadre du projet Européen SUSTAINCELL, impliquant des laboratoires en France ainsi que dans 6 autres pays européens.
L'objectif de la thèse est d’améliorer l’activité et la stabilité à long terme de catalyseurs d'anode qui soient dépourvus de métaux précieux, d’établir des relations entre la structure des matériaux et leurs propriétés ainsi que de comprendre leur fonctionnement en mode operando par utilisation de techniques de caractérisations adaptées (grands instruments comme le rayonnement synchrotron). Ce projet de doctorat s’appuie sur un savoir-faire et des connaissances au laboratoire qui nous ont permis d’atteindre une densité de puissance de 600 mW cm-2 en pile à combustible avec une anode sans métaux précieux.
Les catalyseurs synthétisés seront des poudres de haute surface spécifique qui seront structurellement et chimiquement caractérisées par des méthodes établies (diffraction des rayons X, microscopie électronique, physisorption et chimisorption, etc). Les mesures électrochimiques seront effectuées de manière systématique en électrode à disque tournant, afin d'établir des corrélations entre la synthèse, la structure et les propriétés d'activité et de stabilité des catalyseurs.
Les études iront jusqu’aux mesures en pile à combustible à hydrogène pour les catalyseurs les plus performants, en intégrant les catalyseurs développés dans le cadre de ce doctorat avec des membranes et ionomères développés par d’autres partenaires du projet SUSTAINCELL.

Contexte de travail

La thèse s'effectuera au sein de l'Institut Charles Gerhardt de Montpellier, une unité mixte de recherche ente le CNRS, l'université de Montpellier et l'ENSCM. Le groupe thématique "Electrochemistry for Energy" étudie et développe les matériaux clés pour différents procédés électrochimiques de conversion de l'énergie, incluant les batteries, les supercapacités électrochimiques, les piles à combustible et les électrolyseurs. Concernant les piles à combustible, Le laboratoire est reconnu internationalement pour ses travaux sur les membranes et catalyseurs innovants pour piles à combustible à membrane conductrice de protons et/ou d’anions, allant de la synthèse de nouveaux matériaux jusqu'à leur intégration en pile à combustible

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Une bonne maîtrise de la langue anglaise est requise. Des déplacements réguliers (minimum 2 fois par an) sont à prévoir pour participer et présenter les résultats lors des réunions du projet SUSTAINCELL.