Thèse de doctorat en électrocatalyse : développement d’aérogels métalliques hautement nanostructurés pour l’électrolyse alcaline (H/F) (H/F)

Description du Poste

Sujet De Thèse

Les aérogels métalliques apparaissent comme une classe de matériaux particulièrement attractive. Leur architecture tridimensionnelle hiérarchique, composée d’un réseau continu de nano-objets interconnectés, offre théoriquement une combinaison idéale entre forte surface développée, porosité ouverte favorable au transport des réactifs et produits, bonne connectivité électronique, et possibilité de moduler finement la composition chimique. Néanmoins, une analyse approfondie de la littérature des vingt dernières années montre que la majorité des matériaux non-nobles décrits comme étant des “aérogels” et rapportés pour la réaction de dégagement de dioxygène (OER) en milieu alcalin correspondent en réalité à des assemblages de microparticule en structure micrométrique.
L’objectif principal du projet de thèse est donc de développer une nouvelle génération de véritables aérogels nanostructurés, métalliques non-nobles pour catalyser l’OER en milieu alcalin, présentant simultanément : une forte activité intrinsèque (cinétique OER), une surface développée importante, une porosité ouverte favorisant le transport de matière, et une stabilité élevée à forte densité de courant en électrolyseur à membrane échangeuse d’anion (AEM) ainsi qu’en régime dynamique.

Le projet comprend:
-Leur fabrication par voie de mécanosynthèse.
-Leur caractérisation structurale et chimique.
-Le test de leur performance en cellule électrochimique à trois électrode ainsi qu'en monocellule AEMWE sur la plateforme hydrogène du laboratoire.
-L'étude des propriété structure-activité par methodes X operando en synchrotrons (ESRF, SOLEIL).

Votre Environnement de Travail

La thèse se déroulera à l'Institut Charles Gerhardt de Montpellier (ICGM), et s'inscrit dans le cadre du laboratoire commun Hydrogenlab entre le CNRS et l'entreprise Michelin (ce n'est pas une thèse CIFRE).

L’ICGM est une unité mixte de recherche soutenue par le CNRS, l’Université de Montpellier et l’Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier, labellisé institut Carnot (Chimie Balard Cirimat) par le Ministère de la Recherche. Le groupe thématique 'Electrochemistry for Energy' du département Chimie des Matériaux, Nanostructures, Matériaux pour l'Energie est reconnu internationalement pour ses travaux sur les piles à combustible et électrolyseurs, du développement des membranes conductrices de protons et de catalyseurs innovants, aux architectures d’électrodes, et la caractérisation de ces matériaux fonctionnels en pile à combustible et électrolyseurs et également avec des méthodes in situ et operando (DRX et XAS). Le groupe travaillant sur les piles à combustible et électrolyseurs rassemble des chercheurs, enseignants-chercheurs, ingénieurs et techniciens disposant de moyens importants pour la synthèse de matériaux, leur caractérisation structurale, leur mise en forme en assemblage membrane-électrode, et une plateforme dédiée comprenant plusieurs bancs de test de piles à combustible et électrolyseurs dans des monocellules (surface géométrique active typique de 5-50 cm2). Les principaux permanents impliqués dans le projet seront Raphael Chattot, et Frédéric Jaouen (chercheurs au CNRS), Marc Dupont, Frédéric Lecoeur et Nicolas Donzel (ingénieurs de recherche/étude de l’université Montpellier et du CNRS).

Michelin est un acteur mondial et fabricant historique de pneumatiques basé à Clermont-Ferrand, dans la région Auvergne-Rhône-Alpes en France. Le groupe est présent dans 63 pays et emploie aujourd’hui environ 122000 employés dont 6000 en R&D. Avec un portefeuille de plus de 11800 brevets actifs dans le monde, 9 laboratoires communs et plus de 44 millions d’euros investis dans des partenariats de recherche à travers le monde, l’innovation s’affirme comme un des piliers fondamentaux de la stratégie du groupe.
Dans ses activités pneumatiques historiques Michelin accompagne toutes les formes de mobilité et s’appuie sur plus de 130 ans d’expertise et de savoir-faire pour répondre à une grande diversité de conditions d’usage et contribuer au développement de la mobilité durable.
Pour Michelin, les entreprises ont un rôle sociétal à jouer en apportant des réponses concrètes aux défis de notre temps, au premier rang desquels figurent les enjeux environnementaux et climatiques. Le progrès technologique constitue un levier stratégique de différenciation et de compétitivité, permettant de proposer des avancées décisives en matière d’économie circulaire, de réduction des émissions carbone, de préservation des ressources et de la biodiversité. Ces avancées se traduisent par des produits qui font la différence sur le marché et répondent aux attentes de ses clients, grâce à une capacité unique à transformer l’innovation en solutions industrialisées à grande échelle.
C’est dans ce contexte que Michelin s’est engagé dans la filière hydrogène depuis plus de 20 ans, avec en particulier des actions de recherche et développement sur les piles à combustible. Afin d’œuvrer à la décarbonation de l’industrie, Michelin renforce aujourd’hui son engagement par le développement de matériaux de haute technologie pour la production d’hydrogène bas carbone par électrolyse de l’eau.

Contraintes et risques

Une excellente maîtrise de l’anglais, des compétences en rédaction, une ou des experénces en électrochimie oui électrocatalyse sont obliogatoires. Des connaissances en programmation (MATLAB, Python) sont fortement souhaitées.

Rémunération et avantages

Rémunération

La rémunération est de 2300,00 € brut mensuel

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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