Doctorant (H/F) en chimie des matériaux/électrochimie

Etudes de la décomposition de l’ammoniaque pour la production d’hydrogène pressurisé dans des réacteurs à base de membranes céramiques conductrices protoniques
Contexte de travail
Contexte :
Les technologies H2 sont amenées à jouer un rôle déterminant dans la transition énergétique. Cette transition nécessite en effet un développement rapide de l’électrolyse de l’eau à partir d'électricité bas-carbone pour produire de l’H2 à faible empreinte carbone pour des industries intersectorielles comme l’acier et la chimie, la production d’e-carburants (e-kérosène, e-méthanol, etc.) et pour soutenir l’approvisionnement des réseaux H2. Malheureusement, le déploiement reste lent et insuffisant. L’un des défis est la difficulté à stocker et transporter l’H2. Dans ce projet, nous visons à utiliser l’ammoniac comme vecteur pratique de transport de l’hydrogène. En effet, il existe déjà une infrastructure mondiale pour le transport et le stockage du NH3, car la molécule est nécessaire pour synthétiser des engrais dans le secteur agricole. L'objectif général de ce projet est de convertir l’ammoniac transporté en hydrogène grâce à un réacteur céramique protonique unique intégrant les étapes de décomposition de NH3 et de purification/compression de H2. Dans ce cadre, ce projet de thèse s’intéresse particulièrement à l’étude de la décomposition de NH3 en H2 et N2, et des mécanismes électrocatalytiques impliqués dans cette décomposition. Fort de cette connaissance, l’étudiant sera ensuite en mesure de proposer de nouveaux catalyseurs pour leur intégration au réacteur électrochimique.

Environnement de recherche et ressources :
Le projet se déroulera à l'Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN) dans l'Equipe Stockage et transformations électrochimiques de l'énergie (ST2E). L'équipe ST2E a une longue expérience dans le domaine des matériaux céramiques pour des applications piles et électrolyseurs à oxydes solides fonctionnant à haute température (SOFC, PCFC). Les propriétés électrocatalytiques des matériaux considérés seront mesurées grâce notamment aux une nouvelle technique montée à l’IMN combinant les mesures chimiques (spectrométrie de masse) et électriques (conductivité 4 pointes). Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’un projet Franco-Allemand en collaboration notamment avec les universités de Poitiers, Belfort, et Montpellier en France, et de Karlsruhe, EIFER et le centre DLR de Stuttgart en Allemagne. Des visites dans les laboratoires partenaires ainsi de que réunions régulières sont prévues au cours de la thèse.

Profil du candidat :
Le (la) candidat(e) devra présenter une grande curiosité scientifique, et la volonté de développer une expertise forte dans les domaines de la chimie du solide et de l’électrocatalyse. Titulaire d'un M2 ou équivalent en sciences des matériaux, il (elle) devra avoir une formation solide et variée, à la fois en synthèses (réactions à l’état solide, par chimie douce), caractérisations (analyses chimiques, diffraction des rayons X, spectroscopies et/ou microscopie), et analyses électrochimiques (mesures de conductivité électrique, spectroscopie d’impédance complexe) des matériaux. Il (elle) participera aux activités de l'équipe ST2E et sera amené(e) à présenter ses travaux dans le cadre de conférences nationales ou internationales. Un bon niveau d'anglais est indispensable.

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.