Description du sujet de thèse

Design, synthèse et caractérisations électrochimiques de matériaux d’insertion organiques à bas potentiel pour le développement d’électrodes négatives de batteries anion-ion

Sujet de la thèse :
Les accumulateurs actuellement commercialisés utilisent exclusivement des matériaux d’électrode inorganiques souvent à base de métaux de transition. Bien que les performances électrochimiques de ces composés soient relativement satisfaisantes, ils présentent plusieurs limitations d’importance. En effet, ces matériaux sont coûteux et ont un impact environnemental important car ils sont tributaires de techniques de synthèse gourmandes en énergie utilisant des précurseurs d’origine minière peu abondants. De plus, cette technologie repose sur l’emploi du lithium, un des métaux posant des questions géostratégiques.
Cette thèse qui sera réalisée dans le cadre d’un projet collaboratif visant à développer des batteries innovantes de type anion-ion (complètement dépourvues de métaux) se concentrera tout particulièrement sur l’électrode négative en coopération étroite avec le CEA de Grenoble ; une autre thèse sur le sujet y étant simultanément localisée. Sur la base de nos études antérieures [1,2], l’objectif sera de synthétiser et de caractériser des composés d’insertion organiques tels que les dérivés de viologène capables d’insérer réversiblement des anions au-dessous de 2 V vs Li+/Li. Des caractérisations fines seront également mises en oeuvre afin de mieux comprendre leurs mécanismes électrochimiques.
[1] A. Jouhara et al., Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 15680 (DOI : 10.1002/anie.201908475)
[2] V. Cadiou et al., ChemSusChem, 2020, 13, 2345 (DOI : 10.1002/cssc.201903578)

Contexte de travail

Contexte et Environnement scientifique : Cette thèse sera réalisée dans le cadre d’un projet collaboratif du programme PEPR Batteries (France 2030) impliquant 4 thèses dans 4 laboratoires nationaux tous en interaction forte. Cette thèse sera couplée à celle portée par le CEA.
Le projet se déroulera à l’IMN, équipe ST2E (IMN, https://www.cnrs-imn.fr), l’un des principaux centres de recherche sur les matériaux en France, regroupant plus de 110 permanents et 90 chercheurs contractuels. Le(la) candidat(e) sélectionné(e) sera recruté(e) dans l’équipe « Stockage et Transformation Électrochimique de l’Énergie, ST2Es » et travaillera dans le cadre de l’axe « Batteries organiques ». L’employeur sera le CNRS et la rémunération sera d’environ 2135 € brut/mois.

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

Profil recherché : Chimiste organicien intéressé(e) par le domaine des matériaux et de l’électrochimie
Les candidat(e)s doivent être titulaires d’un master ou d’un diplôme équivalent (par exemple, le diplôme d’une école d’ingénieurs) avec une solide formation en chimie organique et animés par l’envie de développer des solutions innovantes pour la transition énergétique.
Des déplacements hors région auront lieu durant la thèse.