Description du sujet de thèse

L’ électrolyse de l’eau ne représente encore que 4 % de la production mondiale de H2. La réaction anodique d'évolution de l'oxygène (OER) a des limitations thermodynamiques et cinétiques, et des métaux nobles rares et coûteux sont nécessaires dans des conditions neutres/acides. Le remplacement de la OER (potentiel théorique de 1,23 V vs RHE) par la réaction d'oxydation du glycérol (GOR, 0 V vs RHE) permettrait de diminuer le coût de production du H2 et de valoriser un composé (le glycérol) qui est un déchet important de l’industrie du biodiesel, conduisant à des produits à valeur ajoutée, e.g., le glycéraldéhyde (GAD) ou la dihydroxyacétone (DHA). [1]
Cependant, les catalyseurs à base de métaux non nobles nécessitent toujours un potentiel supérieur à 1,2 V vs. RHE pour obtenir la phase catalytique active, e.g., NiOOH dans le cas du Ni. [2] Cela limite l'activité catalytique et entrave la sélectivité pour le GAD ou le DHA, conduisant à des produits suroxydés (glycérate, glycolate, formiate). [3] En outre, les électrolytes fortement alcalins (corrosifs et avec une empreinte carbone élevée) sont généralement utilisés (pH 13-14).
L'objectif de cette thèse est de développer des catalyseurs Ni aux performances améliorées pour la valorisation électrocatalytique du glycérol à basse température, à pH inférieur à 13, en mettant en œuvre des techniques innovantes d'analyse de surface operando.
Les principales tâches abordées seront les suivantes :
1- Décryptage operando des mécanismes du GOR et de la structuration des sites actifs de Ni.
2- Confection d'électrocatalyseurs à base de Ni.
3- Évaluation dans une cellule électrochimique à flux continu.
References:
[1] J. González-Cobos, S. Baranton, C. Coutanceau. J. Phys. Chem. C, 120 (2016) 7155.
[2] N. Hales, T.J. Schmidt, E. Fabbri. Curr. Opin. Electrochem., 38 (2023) 101231.
[3] V.L. Oliveira, C. Morais, K. Servat et al. Electrochim. Acta, 117 (2014) 255.

Contexte de travail

Le projet se déroulera dans l'équipe CARE (Catalytic and Atmospheric Reactivity for the Environment) de l'Institut de Recherches sur la Catalyse et l'Environnement de Lyon (IRCELYON). Ce laboratoire situé à Villeurbanne en France. L’équipe CARE est focalisée sur les thématiques environnementales dont la production et le stockage de l’hydrogène.

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

Le candidat doit être titulaire d'un M2 en chimie, physico-chimie, catalyse ou électrochimie avec :
- De fortes compétences en physico-chimie des matériaux
- De fortes compétences en spectroscopie vibrationnelle
- De fortes compétences en électrochimie

Informations complémentaires

Ce que nous vous proposons :
Un environnement de travail stimulant aux contacts des personnels de la recherche.
Un restaurant d’entreprise sur le site qui permet de déjeuner à un prix intéressant.
Un remboursement partiel des titres de transport (75 %) + forfait mobilité durable.
Un site accessible en transport en commun + parking privé
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