Description du sujet de thèse

Le sujet de thèse s’inscrit dans le projet UPBEAT, qui est un des projets ciblés du projet PEPR (Programmes et Equipements Prioritaires de Recherche) Batteries, piloté par le CEA et le CNRS. Le projet UPBEAT s’appuie sur l’expertise de quatre laboratoires du CNRS et du CEA pour relever les obstacles persistants au développement des batteries à ions potassium (KIB). Le travail à IS2M consistera dans le développement des matériaux carbonés composites (carbone dur/graphite/étain), leur caractérisation physico-chimique par différentes techniques ainsi que l'évaluation de leurs performances dans les batteries K-ion. Des techniques d’analyse in-operando et post-mortem seront mises en œuvre afin d’approfondir la compréhension des mécanismes de stockage de l’énergie et d’identifier les modifications subies par les électrodes au cours du cyclage. Cette approche permettra d’optimiser les performances des dispositifs, en particulier en termes de densité d’énergie, de capacité et de durée de vie.

Contexte de travail

L’Institut de Science des Matériaux de Mulhouse (IS2M) est une unité mixte de recherche CNRS–Université située en Haute-Alsace, France (UMR 7361). Les recherches menées à l’IS2M sont axées sur le développement de méthodes et procédés innovants de synthèse, de mise en forme, de fonctionnalisation et de biofonctionnalisation des matériaux, ainsi que sur le développement de méthodes de caractérisation spécifiques et/ou sur mesure. L’étude des mécanismes d’interaction entre une surface et son environnement, ainsi que l’établissement de corrélations de propriétés à différentes échelles, sont réalisées en lien étroit avec de nombreux domaines d’application : énergie, dépollution, capteurs, catalyse, etc.

L’institut dispose d’un vaste parc d’équipements de haute performance, enrichi par onze plateformes techniques certifiées ISO 9001, permettant une caractérisation physico-chimique approfondie des propriétés des matériaux. La thèse de doctorat sera réalisée au sein de l’équipe « Carbone et Matériaux Hybrides » (CMH). Cette équipe possède un savoir-faire reconnu dans la fabrication de matériaux carbonés aux propriétés ajustées et leur caractérisation fine, ainsi que dans leur utilisation comme électrodes pour supercondensateurs et batteries.Le travail se déroulera principalement à l’IS2M, et des séjours au sein de l’ICGM sont également prévus afin de realiser des analyses complémentaires.

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

Manipulations en boite à gants et avec potassium métallique