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PERSEE - Synthèse et caractérisation de catalyseurs sans platine pour pile à combustible PEM

PERSEE - Synthèse et caractérisation de catalyseurs sans platine pour pile à combustible PEM

PERSEE - Synthesis and characterization of non-platinum catalysts for PEMFC

Proposition de thèse

Spécialité

Energétique et procédés

Ecole doctorale

Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique

Directeur de thèse

BERTHON-FABRY Sandrine

Co-directeur de thèse

FABRY Frédéric

Unité de recherche

Energétique et Procédés

ContactSANDRINE BERTHON-FABRY
Date de validité

01/10/2019

Site Webhttp://www.persee.mines-paristech.fr/Nous-rejoindre/#Th%E8ses
Mots-clés

Pile à combustible PEM, matériaux d’électrode, synthèse, caractérisations physicochimiques et électrochimiques

PEMFC, electrode materials, synthesis, physicochemical and electrochemical characterizations

Résumé

Le laboratoire PERSEE propose un sujet de thèse sur l’élaboration et l’évaluation de nouveaux catalyseurs de PEMFC sans platine. Cette thèse sera menée dans le cadre d’un projet ANR en collaboration avec des partenaires académiques et industriel reconnus dans le domaine. Les travaux seront effectués sur le site de Sophia Antipolis (06). Ce sujet de thèse fait partie des axes de recherche du centre de recherche PERSEE, dans la continuité des travaux sur les matériaux d'électrodes pour batteries, piles à combustible et électrolyseurs. Il contribuera au renforcement des connaissances dans le domaine des catalyseurs nanostructurés 3D sans platine pour les PEMFC et conduira à des avancées dans les relations structure-texture-composition-propriétés des matériaux d’électrodes. De nouveaux protocoles de synthèse enrichiront notre gamme de méthodes expérimentales. Les résultats attendus sont (i) la maîtrise des étapes de synthèse des catalyseurs, (ii) la compréhension de l’influence des paramètres de synthèse sur les caractéristiques physicochimiques et électrochimiques du matériau final et (iii) la validation des solutions retenues en termes d’activité et durabilité des catalyseurs.

PERSEE laboratory proposes a PhD thesis on the development and evaluation of new catalysts without platinum content. The work is a part of a French ANR project, in collaboration with academicals and industrial partners, experts in the field. This Ph.D will be supervised by MINES ParisTech on Sophia Antipolis site (06), FRANCE. This thesis subject is part of the research axis of the research center PERSEE, in the continuity of work on electrode materials for batteries, fuel cells and electrolysers. It will contribute to strengthening knowledge in the field of non-platinum 3D nanostructured catalysts for PEMFCs and will lead to advances in the structure-texture-composition-properties relationships of electrode materials. New synthesis protocols will enrich our range of experimental methods. The expected results are (i) controlling the synthesis routes leading to the catalysts, (ii) understanding the influence of the synthesis parameters on the physicochemical and electrochemical characteristics (activity and durability) of the final material and (iii) the validation of the chosen solutions in terms of activity and durability.

Contexte

Le contexte environnemental et économique actuel nous conduit à rechercher de nouvelles solutions énergétiques propres, fiables et à haut rendement énergétique. Dans ce contexte les piles à combustible apparaissent de plus en plus pertinentes pour satisfaire ces besoins. Néanmoins, des contraintes limitent encore le développement à large échelle. En particulier la diminution du coût des catalyseurs contenus dans les électrodes, lié à l’emploi de platine, reste un challenge malgré les nombreuses recherches menées. La réalisation d’électrodes innovantes sans platine et stables est un enjeu majeur.

Depuis plus de 20 ans le groupe MATPRO du centre PERSEE/MINES ParisTech étudie les matériaux nanostructurés pour application dans les domaines du stockage et de la conversion d’énergie, en particulier pour le développement de la filière hydrogène et des piles à membrane échangeuse de protons (PEMFC). Les recherches menées vont du développement de nouveaux matériaux et leur caractérisation (tant physicochimique qu’électrochimique) à leur évaluation dans les dispositifs et procédés associés.

The current environmental and economic context leads us to find new, clean, reliable and highly efficient energy systems. Depending on the application and technical requirements (weight, volume, durability) various systems are used. The fuel cell (PEMFC) appears more and more relevant for answering these needs. Nevertheless some technological problems must be overcome to the large widespread of this technology. In particular the decreasing of the cost of the electrocatalysts in the electrodes, linked to the use of the platinum, is the objective of numerous researches. The elaboration of innovative active and stable free platinum electrodes is a major challenge.
For more than 20 years the MATPRO group at the PERSEE / MINES ParisTech research Center has been studying nanostructured materials for application in the fields of energy storage and conversion, in particular for the development of the hydrogen energy sector and proton exchange membrane cells (PEMFC). The research carried out ranges from the development of new materials and their characterization (both physicochemical and electrochemical) to their evaluation in the associated devices and processes.

Encadrement

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Profil candidat

Ingénieur et/ou Master recherche - Bon niveau de culture générale et scientifique. Bon niveau de pratique du français et de l'anglais. Bonnes capacités d'analyse, de synthèse, d’innovation et de communication. Qualités d’adaptabilité et de créativité. Capacités pédagogiques. Motivation pour l'activité de recherche. Projet professionnel cohérent.
Compétences en chimie, en science des matériaux et en électrochimie

ENVOYER UN CV + LETTRE DE MOTIVATION + 2 REFERENCES à sandrine.berthon-fabry@mines-paristech.fr

Engineer and/or Research Master - Good level of general and scientific culture. Good level of practice of French and English. Good analytical, synthesis, innovation and communication skills. Qualities of adaptability and creativity. Pedagogical abilities. Motivation for the research activity. Consistent professional project.
Good skills in chemistry, material sciences and electrochemistry

SEND CV + A COVER LETTER + 2 REFERENCES to sandrine.berthon-fabry@mines-paristech.fr

Références

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Type financement

Contrat de recherche

Document PDF

https://www.adum.fr/download.pl?tk=qmvvrt6o1wtxnkphdrj8myl2gvwaodua

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