Doctorant (H/F) réduction du CO₂ par énergie solaire en composés chimiques C2 riches en énergie

Description du Poste

Sujet De Thèse

Ce projet de doctorat porte sur la photoréduction du CO₂ en éthylène sous l'action de la lumière (solaire), à l'aide de catalyseurs à base de cuivre, dans le but à la fois de réduire les émissions de CO₂ et de produire des composés chimiques de grande valeur en utilisant exclusivement des photons solaires. Comme on le sait, la formation du C₂H₄ implique un transfert complexe de douze électrons et plusieurs étapes couplées à des protons, ce qui se traduit par une faible sélectivité et des réactions concurrentes. À ce jour, les matériaux à base de cuivre constituent des catalyseurs (électro- et thermo-) prometteurs pour la réduction du CO₂, mais les voies de réduction photocatalytique induites par la lumière solaire restent encore peu étudiées. Les catalyseurs à base de cuivre permettent à la fois l'activation du CO₂ et le couplage C–C, mais leur efficacité est limitée par l'instabilité des espèces actives Cu⁰/Cu⁺/Cu²⁺ sur le support photoactif, qui doit à la fois empêcher la désactivation et garantir une sélectivité élevée du produit.
Pour y parvenir, le projet explore des photocatalyseurs mésostructurés Cu/CeO₂-TiO₂, permettant l'adsorption/activation du CO₂, une meilleure dispersion et stabilisation des espèces actives de Cu, une séparation efficace des porteurs de charge et la capture de la lumière visible. Il contribuera au développement de systèmes photocatalytiques efficaces, stables et rentables pour la conversion du CO₂ en C₂H₄ par énergie solaire, en utilisant uniquement l'énergie solaire dans le cadre d'un processus à faibles émissions de carbone.

Votre Environnement de Travail

Ce projet interdisciplinaire s'articule autour de deux lots de travail (WP), mis en œuvre par les partenaires de l'Institut de Chimie et des Procédés pour l’Énergie, l’Environnement et la Santé (ICPEES - Strasbourg) et de l'Institut de Science des Matériaux de Mulhouse (IS2M - Mulhouse), dont l'expertise et les compétences techniques sont hautement complémentaires, garantissant ainsi une approche cohérente et synergique.
Le WP1, qui porte sur l'élaboration, la caractérisation et l'optimisation de systèmes photocatalytiques Cu/CeO2-TiO2, sera principalement mené à l'IS2M (Mulhouse), tandis que le WP2, axé sur l'évaluation de la réduction photocatalytique du CO2 en phase gazeuse, sera réalisé à l'ICPEES (Strasbourg). Certaines tâches pourront être réalisées soit sur des périodes spécifiques de quelques mois dans chaque laboratoire, soit en alternance plus fréquente entre Mulhouse et Strasbourg. Les frais de déplacement entre les deux laboratoires seront pris en charge.

Contexte du projet:
Ce doctorat s’inscrira dans le cadre d’une collaboration entre l’IS2M et l’ICPEES, sous la cotutelle du Dr Bénédicte Lebeau (IS2M), experte en synthèse et mise en forme d’oxydes mésoporeux ordonnés, siliceux et non siliceux, pour des applications dans la décontamination d’effluents liquides ou gazeux, et du Dr Valérie Keller (ICPEES), spécialiste des applications de photocatalyse et de photoconversion solaire, dans les domaines de l’Environnement (dépollution/décontamination de l’air et des surfaces) et de l’Énergie (combustibles solaires – photoproduction d’H₂ vert, photoréduction du CO₂, fixation/photoréduction de l’N₂).

Compétences attendues:
- Expérience en synthèse et caractérisation de matériaux mésoporeux (par exemple TiO₂, CeO₂).
- Expérience des méthodes de dépôt de nanoparticules métalliques (par exemple Cu)
- Solides connaissances en caractérisation des matériaux (DRX, physiosorption sur charbon, MEB, MET, XPS, spectrométrie UV-Vis)
- Des connaissances supplémentaires en photocatalyse hétérogène en phase gazeuse seraient un atout
- Une première expérience en analyse liée aux réactions photocatalytiques en phase gazeuse serait également un atout
- Maîtrise du français ou de l'anglais, volonté d'apprendre le français

Condition de travail:
- Accès facile au campus de Cronenbourg avec les transports en commun
- Possibilité d'une prise en charge partielle des titres de transport par le CNRS
- Possibilité d'une restauration dans un restaurant universitaire sur le campus de Cronenbourg avec subventionnement du repas par le CNRS

Rémunération et avantages

Rémunération

La rémunération est d'un minimum de 2300,00 € mensuel

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

À propos de l’offre

À propos du CNRS

Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

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