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Les sujets de thèses

4 sujets IRAMIS

Dernière mise à jour : 19-04-2018


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• Chimie physique et électrochimie

 

Activité catalytique de couches actives sans platine pour piles à combustible à membrane d'échange de protons (PEMFC)

SL-DRF-18-0895

Domaine de recherche : Chimie physique et électrochimie
Laboratoire d'accueil :

Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l'Energie (NIMBE)

Laboratoire Innovation, Chimie des Surfaces Et Nanosciences (LICSEN)

Saclay

Contact :

Renaud CORNUT

Bruno JOUSSELME

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-09-2018

Contact :

Renaud CORNUT

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01 69 08 91 91

Directeur de thèse :

Bruno JOUSSELME

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

0169089191

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/renaud.cornut/

Labo : http://iramis.cea.fr/nimbe/licsen/

L’avenir de notre approvisionnement en énergie dépend de notre capacité à innover dans la mise au point de systèmes de conversion et de stockage de l’énergie. Dans ce domaine, les matériaux électrocatalytiques sont la pierre angulaire de nombreux défis -en particulier pour les piles à combustible- car ils offrent des solutions adaptées pour effectuer efficacement des réactions chimiques complexes. Le projet introduit et met en œuvre une nouvelle stratégie s’appuyant sur la microscopie électrochimique et la simulation numérique pour trouver de nouvelles briques élémentaires à bas coût: l’analyse combinée de nano-objets permettra d'identifier de nouvelles espèces électrocatalytiques, ce qui permettra au final de proposer des dispositifs ayant des performances améliorées.

Dynamique de relaxation électronique résolue en conformation et multi-échelle de molécules flexibles

SL-DRF-18-0775

Domaine de recherche : Chimie physique et électrochimie
Laboratoire d'accueil :

Service Laboratoire Interactions, Dynamique et Lasers (LIDyL)

(SBM)

Saclay

Contact :

Lionel POISSON

Eric GLOAGUEN

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2018

Contact :

Lionel POISSON

CNRS-UMR9222 - DSM/IRAMIS/LIDYL/DYR

01 69 08 51 61

Directeur de thèse :

Eric GLOAGUEN

CNRS - DSM/IRAMIS/LIDyL/SBM

01 69 08 35 82

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/34/lionel.poisson.html

Labo : http://iramis.cea.fr/LIDYL/index.php

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/Pisp/70/eric.gloaguen.html

Les molécules flexibles sont omniprésentes dans la Nature (protéines, sucres, ...) et sont sources de nombreuses applications (médicaments, machines moléculaires, ...). Par définition, ces molécules existent sous plusieurs conformations qui possèdent chacune des propriétés physiques, chimiques ou biologiques pouvant varier grandement d'une conformation à l'autre. Parmi celles-ci, la photoexcitation et la relaxation des états électroniques sont particulièrement sensibles à la conformation: la durée de vie du premier état électronique excité peut, par exemple, varier de plusieurs ordres de grandeurs suivant la conformation adoptée. Toutefois, la mise en évidence expérimentale de tels effets conformationnels sur les états excités reste rare en raison de la difficulté à étudier spécifiquement une conformation présente dans un mélange conformationnel. Cette thématique reste donc encore peu documentée malgré un besoin de résultats expérimentaux pour aider au développement des modèles théoriques, et un manque de compréhension dans un domaine où les enjeux fondamentaux (intersections coniques, phénomènes ultrarapides) et applicatifs (photostabilité, transfert d'énergie) sont importants.



Dans ce contexte, le laboratoire LIDYL réunit plusieurs dispositifs expérimentaux permettant une étude originale multi-échelle (ns-fs) et résolue en conformation de la dynamique de relaxation électronique de systèmes moléculaires flexibles. Le programme de recherche portera principalement sur des systèmes d'intérêt biologiques et des complexes moléculaires, et consistera à :



- Mettre en évidence des processus dynamiques dépendant de la conformation afin de rationaliser les observations

- Caractériser des espèces jusque-là inaccessibles aux techniques de détection classiques.

Etude par microscopie électrochimique du transport multiphase dans une couche électrocatalytique.

SL-DRF-18-0442

Domaine de recherche : Chimie physique et électrochimie
Laboratoire d'accueil :

Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l'Energie (NIMBE)

Laboratoire Innovation, Chimie des Surfaces Et Nanosciences (LICSEN)

Saclay

Contact :

Renaud CORNUT

Bruno JOUSSELME

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-09-2018

Contact :

Renaud CORNUT

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01 69 08 91 91

Directeur de thèse :

Bruno JOUSSELME

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

0169089191

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/renaud.cornut/

Labo : http://iramis.cea.fr/nimbe/licsen/

L'émergence de l'hydrogène comme vecteur d'énergie doit contribuer à stopper la pollution due à l'usage de sources d'énergie carbonées dans les transports. Dans les véhicules la conversion en électricité est obtenue par des piles à combustible à membrane échangeuse de proton.



Le but du projet est de rendre celles-ci compatibles avec le marché de masse en surmontant les verrous associés aux cathodes par l’utilisation de nano-objets catalytiques sans métaux nobles. Dans cette approche, il existe une grande diversité de nano-objets, d’additif, et de conditions de mise en forme si bien que la stratégie optimale est très difficile à trouver. Nous allons mettre en place une plateforme électroanalytique pour évaluer en routine les propriétés électrochimiques effectives de matériaux multifonctionnels utilisés dans les piles à combustible, puis produire différents matériaux de manière combinatoire dont l'analyse va permettre de rationaliser les différentes étapes de synthèse des matériaux et d'optimiser leurs performances -avec une attention particulière au vieillissement.

Supercondensateurs à haute énergie et pseudo-supercondensateurs à base de matériaux dopables p et n

SL-DRF-18-0799

Domaine de recherche : Chimie physique et électrochimie
Laboratoire d'accueil :

Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l'Energie (NIMBE)

Laboratoire Edifices Nanométriques (LEDNA)

Saclay

Contact :

Mathieu PINAULT

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2018

Contact :

Mathieu PINAULT

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LEDNA

01-69-08-91-87

Directeur de thèse :

Mathieu PINAULT

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LEDNA

01-69-08-91-87

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/mathieu.pinault/

Labo : http://iramis.cea.fr/nimbe/ledna/

Voir aussi : https://www.u-cergy.fr/fr/laboratoires/lppi/themes-de-recherche/theme-ii.html

La méthode de CVD (Chemical Vapour Deposition) à partir d’aérosols développée au CEA Saclay permet d’obtenir des tapis denses de nanotubes de carbone verticalement alignés (VACNT) notamment sur support d’aluminium. Les applications de ces matériaux nanostructurés sont prometteuses en particulier dans le domaine du stockage électrochimique de l’énergie en utilisant soit les nanotubes seuls (application ciblée puissance), soit en les associant à des polymères conducteurs électroniques (PCE, application ciblée énergie). En collaboration avec l’Université de Cergy-Pontoise (Laboratoire LPPI), nous chercherons à améliorer ces performances en travaillant sur les matériaux d’électrode. Des avancées significatives ont d’ores et déjà pu être acquises sur l’électrode positive et l’objectif est maintenant de travailler sur la négative et en particulier sur le dopage des différents éléments la constituant ou les post traitements. Nous chercherons ainsi dans un premier temps à développer la croissance contrôlée de NTC alignés contenant des hétéroatomes (N, B) sur des supports d’intérêt pour l’élaboration d’électrodes de supercondensateurs tout en contrôlant leurs caractéristiques (longueur, diamètre, densité). En parallèle nous associerons les NTC alignés avec des polymères conducteurs dopés n par dépôt électrochimique. Ces nouvelles électrodes nanostructurées seront étudiées et associées pour réaliser des supercondensateurs sous forme de pile bouton afin d’en déterminer leur performances Energie/Puissance.

 

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