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Doctorant H/F-Dépôt de couches atomiques pour les membranes séparatives d'hydrogène

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : jeudi 5 août 2021

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Informations générales

Référence : UMR5635-MIKBEC-003
Lieu de travail : MONTPELLIER
Date de publication : jeudi 15 juillet 2021
Nom du responsable scientifique : Mikhael BECHELANY
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

L'hydrogène a attiré beaucoup d'attention ces dernières années. L'hydrogène est produit à partir de sources telles que l'eau, la biomasse ou les combustibles fossiles. Des réactions chimiques sont donc nécessaires pour rompre les liaisons hydrogène et libérer l'hydrogène moléculaire; ce faisant, il se forme généralement un mélange gazeux à plusieurs composants. Pour obtenir de l'hydrogène de haute pureté pour les utilisateurs finaux, le mélange gazeux est traité avec plusieurs techniques de séparation, c'est-à-dire une adsorption modulée en pression ou une filtration avec des membranes poreuses ou denses. Une nouvelle conception de membrane et / ou de nouvelles stratégies de développement de membranes sélectives H2 sur des supports poreux sont nécessaires de toute urgence, de préférence avec une plage de température étendue pour les applications de séparation de gaz et idéalement avec une bonne résistance au monoxyde de carbone et aux composés soufrés.
Ce projet se concentre sur le développement de nouvelles membranes à couches minces permettant la purification efficace de H2, et vise à faciliter leur utilisation à différentes plages de température.
Ce projet propose de développer une nouvelle stratégie permettant le revêtement de substrats céramiques poreux tubulaires avec des films minces hautement conformes visant à leur future utilisation industrielle à différentes températures. Par rapport aux membranes plans, la configuration tubulaire augmente également la zone active et son potentiel pour des applications industrielles. Ainsi, le dépôt en couches minces de ces membranes de manière continue et conforme sur des substrats tubulaires représentera une réelle avancée, répondant à un besoin industriel. Afin de réaliser la préparation des nanomatériaux, la technique de dépôt de couche atomique (ALD) sera utilisée.
ALD est une technique de dépôt en phase vapeur permettant la synthèse de films ultra-minces avec un contrôle d'épaisseur subnanométrique et une haute conformabilité, une technique unique permettant le revêtement de substrats 3D difficile avec une couche conforme et uniforme d'un matériau de haute qualité, ce qui n'est pas réalisable avec d'autres méthodes comme le PVD ou le CVD conventionnel. Ces caractéristiques uniques rendent l'ALD attrayante pour des applications telles que les membranes pour la séparation d'hydrogène.
Les principaux objectifs de ce projet sont de développer de nouvelles voies ALD pour la fabrication de membranes de séparation d'hydrogène, visant leur applicabilité dans des plages de températures basses, moyennes et élevées.

Contexte de travail

La thèse sera réalisée à l'Institut Européen des Membranes (Institut Européen des Membranes, IEM, UMR5635, ENSCM, UM, CNRS) sous la direction du Dr. Mihael Bechelany. L'IEM est un laboratoire de référence au niveau international dans le domaine des matériaux et procédés membranaires. L'institut est affilié à l'Université de Montpellier, à l'Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier, au CNRS et est membre du Pôle Chimie Balard.
La thèse est cofinancée par le Défi-clé « Hydrogène vert » de la région « Occitanie / Pyrénées-Méditerranée » ainsi qu'un projet ANR en collaboration avec le Laboratoire des Matériaux et du Génie Physique (LMGP), Annealsys et Air Liquide.

Contraintes et risques

Le candidat devrait avoir un Master en (nano)matériaux ou chimie. Nous recherchons un candidat très motivé avec un fort intérêt pour la chimie et la science des matériaux, ayant une expérience en laboratoire de recherche et en R&D et intéressé par la recherche académique transversale à objectifs industriels. Les compétences interpersonnelles, le dynamisme, la rigueur et le travail d'équipe seront appréciés. Le candidat doit parler couramment l'anglais. De plus, un anglais bien écrit sera très apprécié.

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