Description du sujet de thèse

Le stockage de l'énergie est un domaine de recherche qui fait l'objet d'explorations et d'études intensives dans le monde entier, compte tenu des besoins et des demandes considérables dans les domaines des transports, des communications et des énergies renouvelables. Les batteries lithium-ion (Li-ion), une technologie mature et performante, sont actuellement les principaux dispositifs de stockage d'énergie. L'optimisation des dispositifs de stockage actuels et la découverte de nouveaux dispositifs constituent un défi sociétal majeur. Parmi les différents systèmes alternatifs à base de Li, la batterie Li-soufre (S) est un système électrochimique prometteur. Les principales raisons sont sa densité énergétique théorique élevée (2600 Wh/kg) et l’abondance du composant soufre. Néanmoins, l'utilisation d'un électrolyte liquide dans lequel les électrodes Li et S sont immergées pose un certain nombre de problèmes (inflammabilité, perte de rétention de capacité, rechargeabilité). Par conséquent, la recherche se concentre actuellement sur la mise en œuvre de batteries Li/S à l'état solide dans lesquelles l'électrolyte liquide est remplacé par un électrolyte solide.

Le projet s'inscrit dans le cadre du programme de recherche PEPR Batteries, mené par le CEA et le CNRS, dédié au développement de nouvelles générations de batteries (France 2030).

Le sujet de recherche sera donc tourné vers le système tout-solide lithium métal/soufre pour lequel un électrolyte solide a déjà été identifié. Le travail de thèse se concentrera donc sur le matériau d’électrode positive mais également sur les interfaces solide/solide entre les électrodes actives (positive et négative) et l'électrolyte solide. En ce qui concerne le composite cathodique, l'objectif sera de proposer une électrode carbone/soufre aux propriétés optimisées, notamment en travaillant sur les propriétés texturales, la microstructure et la conductivité de l'élément carbone (C), ainsi que sur la façon de préparer un mélange intime carbone/soufre. Le comportement des interfaces (C/S vs. électrolyte solide et électrolyte solide vs. Li) sera étudié et caractérisé de façon poussée à l’aide des diverses techniques dont dispose le laboratoire mais également via des collaborations avec des partenaires du projet. Les aspects de formulation et d'assemblage des différentes parties seront aussi abordés afin de construire un dispositif de stockage d'énergie fiable.

Vous devez être titulaire d'un MASTER 2 ou d'un diplôme d'ingénieur en chimie, électrochimie ou science des matériaux. Pour la réussite du projet, l’équipe encadrante recherche un.e candidat.e sérieux.se, motivé.e et organisé.e dans son travail. Vous devrez faire preuve d’initiatives et montrer des facilités à communiquer et partager des résultats au niveau du laboratoire et auprès des partenaires du projet. D’un point de vue plus technique, des connaissances sur le stockage de l'énergie et les matériaux carbone seront appréciées. Des déplacements en France, en Europe et à l'international sont à prévoir au cours du contrat.

Contexte de travail

Le Laboratoire de Réactivité et de Chimie des Solides (LRCS), Unité Mixte de Recherche dynamique entre le CNRS et l'Université de Picardie Jules Verne, est situé à Amiens. Il héberge plus de 130 personnes, de 25 nationalités différentes, qui travaillent principalement sur les technologies du stockage électrochimique d'énergie (batteries) et de conversion de l’énergie solaire (photovoltaïque).

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.

Informations complémentaires

Veuillez joindre à votre CV le diplôme de Licence et les relevés de notes de Licence et de Master ainsi que votre lettre de motivation.