Description du sujet de thèse

Le projet porte sur le développement d'une pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) non conventionnelle comportant un flux redox à la cathode (chemically regenerative redox fuel cell CRRFC). Les piles à combustibles à membranes échangeuses de protons sont une des solutions prometteuses afin de décarboner la mobilité. Une des limitations des PEMFC classique est la nécessité d'avoir une forte quantité de platine à la cathode en raison de la cinétique lente de la réduction de l'oxygène. L'objectif du projet est de remplacer le platine par une molécule redox pouvant se réduire à la cathode sans l'utilisation de métaux nobles. Cette molécule doit être capable de se réduire à la cathode et d'avoir une cinétique d'oxydation rapide par l'oxygène dans un régénérateur. A l'anode, le dihydrogène est oxydé en protons.

L'enjeu du sujet de thèse porte sur l'amélioration de la régénération chimique du médiateur redox selon deux stratégies. La première consiste à améliorer le catholyte contenant le médiateur redox. L'objectif est de synthétiser une nouvelle classe de molécule comportant une entité électro-active et répondant aux critères spécifiques de ce dispositif.
Le second axe consiste à améliorer le banc de pile avec une attention particulière sur le régénérateur et sur l'analyse chimique afin de déterminer l'origine des pertes d'activités.
Les molécules seront intégrées dans le dispositif de pile à combustible et doivent permettre d'améliorer les performances et la stabilité par rapport aux travaux déjà publiés dans la littérature.

Contexte de travail

L'Institut Charles Gerhardt Montpellier (ICGM) UMR 5253, est un des quatre Instituts du Pôle Chimie Montpelliérain. L'équipe Agrégats, Interfaces et Matériaux pour l'Energie regroupe environ 70 personnels chercheurs et enseignants-chercheurs, doctorants, post-doc et CDD qui développent leurs activités de recherche sur les thèmes des matériaux et leurs mécanismes d'action pour l'énergie en mettant en œuvre des compétences dans la chimie et la physico-chimie des matériaux et interfaces, la chimie du solide et des matériaux. L'activité de la personne recrutée s'exercera au sein du groupe "Conversion de l'Énergie", en relation avec les activités du groupe sur les matériaux de cœur de pile à combustible et électrolyseurs. Le(a) doctorant(e) développera ses activités sur le développement de pile à combustible à membrane échangeuse de protons (O2/H2), au sein du Département Chimie des Matériaux, Nanostructures, Matériaux pour l'Energie, dans le groupe Conversion de l'Energie (piles à combustible et électrolyseurs à membrane). La thèse de 36 mois est cofinancé par la région Occitanie et Michelin.

Profil et compétences

Le candidat devra avoir des bases solides en électrochimie et en chimie des matériaux. Il devra également avoir des notions dans les différents systèmes de stockage et conversion électrochimique de l'énergie. Des compétences en synthèse organique sont recommandées. Il doit être titulaire d'un master 2 ou équivalent.

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.