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Thèse synthèse nanocatalyseurs (H/F)

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Informations générales

Référence : UMR5279-FREMAI-004
Lieu de travail : ST MARTIN D HERES
Date de publication : jeudi 23 juillet 2020
Nom du responsable scientifique : Laetitia Dubau
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 septembre 2020
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Envisager la transition énergétique à venir nécessite de repenser les transports sans émission de gaz à effet de serre. Les piles à combustible basse température (PEMFC) utilisant l'hydrogène et l'oxygène sont en première ligne des solutions pratiques émergentes sur le marché. Dans le cadre d'un projet de collaboratif, le Laboratoire d'électrochimie et de physico-chimie (LEPMI), SYMBIO (Grenoble, France), ZSW (Ulm, Allemagne) et Heraeus (Allemagne) cherchent à identifier et à lever les verrous limitant l'intégration de catalyseurs de réduction de l'oxygène (ORR) prometteurs en conditions 'laboratoire' en systèmes PEMFC. Dans ce but, une librairie de matériaux état-de l'art composée d'électrocatalyseurs d'ORR à formes contrôlées (octaèdres, cubes, particules creuses, nanofils et éponges) sera construite et les processus de synthèse seront mis à l'échelle de manière progressive pour atteindre des quantités volumétriques permettant la fabrication d'assemblages membrane – électrodes (MEA). La (i) structure et la chimie de ces nanocatalyseurs et (ii) la teneur en ionomère et leur distribution dans la structure de la cathode seront déterminées à chaque étape du processus de fabrication des MEA afin de rationaliser les changements de performance des systèmes PEMFC modèles et réels. Une boîte à outils de diagnostic spécifique, combinant des techniques expérimentales physiques, chimiques et électrochimiques avancées, sera spécifiquement développée et utilisée pour adapter la formulation de l'encre à partir de laquelle les MEA sont fabriquées (teneur et chimie du catalyseur, teneur et chimie des ionomères, composition du solvant, utilisation d'additifs). Après intégration dans une seule cellule PEMFC, les composants de base seront visualisés en conditions opératoires à l'ESRF grâce à une collaboration avec ID31, et des stratégies d'atténuation des problèmes liés aux interactions complexes ionomère/catalyseur (mouillage incomplet du catalyseur par l'ionomère, mauvaise accessibilité de l'oxygène aux sites catalytiques) seront proposées.

Nous recherchons une personnalité dynamique ayant une formation en chimie physique, en électrochimie ou en science des matériaux et qui aime travailler dans un environnement pluridisciplinaire. Elle (il) doit pouvoir interagir facilement avec les gens, parler couramment l'anglais (le français est un plus) et posséder la capacité de mettre en œuvre de nouvelles idées de recherche et de développer de nouvelles méthodes de caractérisation.

Contexte de travail

Ce sujet de thèse s'isncrit dans le cadre d'un projet ANR-BMBF (BRIDGE)

Contraintes et risques

Aucun

Informations complémentaires

Aucune

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