Description

Durée du contrat : 36 mois (Octobre 2025-Sepmtembre 2028)

Niveau de salaire : 2 200€ brut ; puis 2 300€ à compter du 1^ier janvier 2026

Thème scientifique (domaine disciplinaire): Chimie des matériaux

Laboratoire d’accueil : Laboratoire de Physicochimie des Polymères et des Interfaces (LPPI) – CY Cergy Paris Université

Profil du candidat : Master en Chimie ou diplôme d’ingénieur

Compétences recherchées : chimie des polymères et électrochimie

 

 

Contexte : Contrairement aux batteries ou supercondensateurs conventionnels, les supercabatteries, dispositifs hybrides combinant les caractéristiques des supercondensateurs et des batteries, offrent un mélange unique de haute densité d'énergie et de haute densité de puissance. Ce dernier permet une charge ultra-rapide et une capacité de décharge étendue. Pour répondre à la demande croissante de solutions de stockage d'énergie miniaturisées et performantes pour l'électronique portable, le projet de doctorat se positionne dans le développement de supercabatteries innovants entièrement portables, flexible et étirable. Ce projet aborde tous les aspects du dispositif, de la conception des électrodes au développement de séparateurs polymères ainsi que leur assemblage, garantissant des performances et une portabilité optimale. Pour atteindre ces objectifs, le projet va être organisés en trois tâches majeures :

Tâche 1. Élaboration de polyélectrolytes gélifiés. Pour obtenir une mobilité ionique élevée, assurer un contact optimal entre les électrodes et améliorer l'intégrité mécanique du dispositif final, une conception stratégique des membranes polymères est essentielle. Dans cette tâche, le candidat se concentrera sur deux stratégies de synthèse : (1) Modification de membranes commercialement disponibles avec des polymères conducteurs ioniques et (2) Conception et synthèse de membranes polymères à partir de monomères et de réticulant bien définis ou à partir de polymères de charges opposées pour obtenir un réseau polymère semi-interpénétré ionique (Semi-IPN). Après la fabrication des membranes, des investigations approfondies sur leurs propriétés de transport ionique et leurs caractéristiques thermomécaniques seront menées avant leur intégration dans des dispositifs pratiques de supercondensateurs, de batteries et de supercabatteries.

Tâche 2. Conception et élaboration de matériaux d'électrode. Cette tâche se concentre sur le développement de trois types de matériaux d'électrode avec des fonctionnalités sur mesure pour les supercondensateurs, les batteries et les supercabatteries. Ces matériaux seront synthétisés et caractérisés pour optimiser leurs performances pour adapter aux différents mécanismes de stockage. Notamment, l'objectif principal est de fabriquer la couche d'électrode directement sur les membranes préparées dans la Tâche 1. Néanmoins, il est également possible d'assembler les différentes couches par empilement physique.

Tâche 3. Élaboration de prototypes de supercabatteries à l'état solide flexibles et étirables et évaluation du stockage. Cette tâche englobe l'assemblage et l'évaluation des performances de supercabatteries tout solide flexibles et étirables utilisant les matériaux d'électrode et les membranes polymères développés dans les tâches précédentes. Tous les dispositifs assemblés seront soumis à des tests de propriétés thermiques et mécaniques avant le cyclage électrochimique pour assurer des performances optimales et établir une compréhension complète de leur comportement sous déformation.

 

Compétences requises

Qualifications requises : Nous recherchons un candidat très motivé, titulaire d'un master 2 ou d'un diplôme d'ingénieur, possédant de solides connaissances en chimie des polymères et ouvert aux applications électrochimiques. Un bon niveau d'anglais, ainsi qu'une bonne capacité de rédaction et de communication scientifiques seront appréciés. Compétences développées (les compétences acquises parmi celles énumérées sont appréciées) : Synthèse d'ionogels et de réseaux polymères, connaissances en physico-chimie des polymères, électrochimie, assemblage de dispositifs, caractérisation microscopique (MEB), caractérisation spectroscopique (FT-IR, Raman, EDXS), caractérisation thermique et mécanique (DSC, TGA, DMA, essais de traction) et techniques de caractérisation électrochimique (Conductivité, CV, EIS, GCD, etc.).   Si vous êtes intéressé par ce poste, veuillez envoyer un courriel au Dr. Thuan Pham (thuan-nguyen.pham-truong@cyu.fr) avec votre CV, lettre de motivation, lettres de recommandation (ou noms et courriels des références), relevés de notes académiques du M1 et M2 ou équivalent en programme d'ingénieur.

Mots clés

Réseaux de polymères conducteurs, matériaux carbonés, synthèse (monomère et polymère), formulation, caractérisations, électrochimie, supercondensateurs, batteries, supercabatteries