élaborations et caractérisations de nouveaux électrolytes vitreux solides destinés aux batterie[...]

Université Polytechnique Hauts de France; France; Sur place; EUR 25 000 - 30 000; Plein temps

Résumé du poste

Une université de recherche en France recherche un candidat pour une thèse sur le développement de nouveaux électrolytes pour batteries. Le rôle nécessite un master en chimie ou en chimie des matériaux et implique la conception de matériaux, la caractérisation avec des techniques avancées. Cette position offre l'opportunité de contribuer à des solutions énergétiques durables et commence le 01/10/2025.

Qualifications

• Profil : master ou ingénieur en chimie, master ou ingénieur en chimie des matériaux.
• Expérience en synthèse de matériaux souhaitée.

Responsabilités

• Développer de nouveaux électrolytes pour batteries au lithium et sodium.
• Mettre au point un protocole de synthèse pour les verres silicates sulfurés.
• Caractériser les matériaux pour optimiser leurs propriétés conductrices.

Connaissances

synthèse de matériaux

spectroscopie d'impédance

infra-rouge

Résonance Magnétique Nucléaire du Solide (RMN)

Formation

master ou ingénieur en chimie

master ou ingénieur en chimie des matériaux

Description du poste

Overview

Université Polytechnique Hauts de France

La thèse portera sur l'élaboration de nouveaux électrolytes vitreux ou partiellement vitreux destinés à la fabrication de batteries tout solide au lithium et au sodium, qui seront utilisées soit pour équiper des véhicules électriques, soit comme solutions de stockage d'énergie. Actuellement, la majorité des électrolytes employés reposent sur des solvants organiques (utilisant des sels tels que NaClO4, NaPF6, LiPF6, dispersés dans des solvants de type carbonate d'alkyle), ce qui peut engendrer des problèmes d'inflammabilité.

Les verres chalcogénures dopés au sodium ou au lithium représentent des candidats prometteurs pour des électrolytes solides, grâce à leur excellente conductivité à basse température. Cependant, un inconvénient majeur de ces matériaux est leur réactivité à l'humidité. L'objectif de cette thèse sera donc d'incorporer une matrice silicate dans ces verres chalcogénures, matériaux qui sont chimiquement et thermiquement très stables. Cette approche vise à sécuriser le fonctionnement de la batterie tout en facilitant leur recyclage.

La thèse impliquera également la mise au point d'un protocole de synthèse pour ces verres silicates sulfurés dopés au sodium ou au lithium. Par la suite, ces verres seront caractérisés d'un point de vue structural à l'aide de la RMN et du Raman, et de la diffraction des rayons X à haute énergie, afin de comprendre les mécanismes de conduction des ions Li+ et Na+, et d'optimiser ainsi leurs propriétés conductrices.

English: The PhD project will focus on the development of new glassy or partially glassy electrolytes intended for the fabrication of all-solid-state lithium and sodium batteries, which could be used either to power electric vehicles or as energy storage solutions. Currently, most electrolytes rely on organic solvents (using salts such as NaClO₄, NaPF₆, LiPF₆, dispersed in alkyl carbonate-type solvents), which can lead to flammability issues.

Sodium- or lithium-doped chalcogenide glasses are promising candidates for solid electrolytes due to their excellent conductivity at low temperature. However, a major drawback of these materials is their sensitivity to moisture. The objective of this PhD will therefore be to incorporate a silicate matrix into these chalcogenide glasses, as silicate-based materials are chemically and thermally very stable. This approach aims to ensure safer battery operation while facilitating their recycling.

The project will also involve developing a synthesis protocol for these sulfur-containing silicate glasses doped with sodium or lithium. Subsequently, these glasses will be structurally characterized using NMR, Raman spectroscopy, and high-energy X-ray diffraction, in order to better understand the conduction mechanisms of Li⁺ and Na⁺ ions, and thereby optimize their conductive properties.

Starting date

Début de la thèse : 01/10/2025

Funding

Funding category: Financement d'une collectivité locale ou territoriale

Details

• Profil : master ou ingénieur en chimie, master ou ingénieur en chimie des matériaux
• Compétences : synthèse de matériaux, de verres, spectroscopie d'impédance, infra-rouge, Résonance Magnétique Nucléaire du Solide (RMN)
• Skills : synthesis of materials, glasses, spectroscopy impedance, infra-red, nuclear magnetic resonance (NMR)
• Number of offers: 1
• Company/Institute: Université Polytechnique Hauts de France
• Country: France
• City: MAUBEUGE