Thèse (H/F) - Montpellier, France - CNRS

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Entreprise vérifiée

Montpellier, France

il y a 4 jours

Posté par:

Sophie Dupont

beBee Recruiter

Description

Cette offre est disponible dans les langues suivantes:

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Date Limite Candidature : mercredi 3 avril 2024

**Informations générales**:
**Intitulé de l'offre **:Thèse (H/F) : Étude de la stabilité et des mécanismes de dégradation des batteries « redox flow » pour le stockage stationnaire de l'énergie.**
Référence : UMR5253-STELEV-004
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : MONTPELLIER
Date de publication : mercredi 13 mars 2024
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : La rémunération est d'un minimum de 2135,00 € mensuel
Section(s) CN : Chimie physique, théorique et analytique

**Description du sujet de thèse**:
Étude de la stabilité et des mécanismes de dégradation des batteries « redox flow » pour le stockage stationnaire de l'énergie.

**Contexte de travail**:
Les Laboratoires d'accueil (ICGM): Notre équipe, au sein du département « Chimie des Matériaux, Nanostructures et Matériaux pour l'Énergie » de l'Institut Charles Gerhardt Montpellier (ICGM), possède une expertise de renommée internationale en sciences des matériaux appliquées aux dispositifs de stockage et de conversion électrochimique de l'énergie. En particulier, les chercheurs du groupe se concentrent sur le développement et la caractérisation de matériaux innovants qui seront intégrés dans les technologies éco-compatibles de demain, telles que les batteries (Li-ion, post lithium-ion et redox flow), les supercondensateurs ou encore les piles à combustible. Le laboratoire, qui regroupe une trentaine de chercheurs permanents et environ autant de non-permanents (stagiaires, doctorants et post-doctorants), est situé sur le campus du CNRS (1919 route de Mende, Montpellier) et dispose d'un accès privilégié à de nombreux équipements scientifiques de pointe. L'ICGM est reconnu pour son expertise en électrochimie appliquée aux systèmes de conversion et de stockage de l'énergie. Actuellement, 4 projets sur les RFB sont en cours à l'ICGM, qui possède une expertise reconnue dans ce domaine.

Contexte : C'est un fait, la part du stockage de l'énergie par batterie (dit stockage stationnaire) va considérablement augmenter, passant de moins de 1% en 2020 à plus de 10% à l'horizon 2050. Les batteries qui se chargent/déchargent en quelques heures sont particulièrement adaptées à l'intégration et à la gestion des énergies renouvelables. Elles servent également à sécuriser les réseaux électriques de plus en plus complexes (smart grid). Enfin, elles seront utilisées par les industries, les centres commerciaux, et les grands bâtiments publics (hôpitaux, écoles, etc.) pour promouvoir l'autoconsommation et ainsi réduire les factures d'énergie. Pour des raisons évidentes, la batterie au plomb n'est pas adaptée au stockage massif d'énergie. Les batteries lithium-ion, portées par le développement du véhicule électrique, sont aujourd'hui la technologie de référence. Cependant, ces batteries souffrent de sérieuses limitations, à savoir la sécurité et les problèmes liés aux ressources. En effet, le lithium, le cobalt, le phosphore, le magnésium, le titane et le graphite sont déjà considérés comme des matières premières critiques par l'UE dans leur liste de 2020 (cela ne s'améliorera bien évidemment pas dans le futur).

Les batteries à circulation d'électrolytes (RFB pour Redox Flow Batteries) apparaissent donc comme une solution très prometteuse. Elles sont composées de grands réservoirs externes contenant des espèces redox solubilisées et d'un stack de cellules électrochimiques dans lesquelles des réactions redox se produisent. Les RFB au vanadium (VRFB) sont l'une des technologies de batteries stationnaires les plus commercialisées mais elles souffrent de plusieurs inconvénients majeurs. Actuellement, les VRFB sont encore au moins 4 fois plus chères que la technologie Lithium concurrente. Cela s'explique par la faible solubilité ( 2 M) des espèces redox, combinée à la faible tension de cellule (1,2 V) qui entraîne une faible densité d'énergie pour le dispositif. Une autre limitation préjudiciable est le coût élevé et volatile du vanadium combiné au fait que cet élément est répertorié comme matière première critique. Il faut trouver des solutions alternatives.

Le projet RADICAL, qui a débuté en novembre 2023, se concentre sur le développement de nouvelles batteries aqueuses basées sur des matériaux économiques, non critiques et sûrs, ainsi que sur des électrolytes respectueux de l'environnement. Une batterie fonctionnant à un pH neutre sera proposée. Le projet RADICAL abordera les problèmes d'énergie et de durée de vie de ces batteries en développant des posolytes innovants, performants et plus stables que ceux actuellement disponibles dan