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Paris-Saclay
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Univ. Paris-Saclay

Sujet de stage / Master 2 Internship

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Comment moduler le transport ionique dans des ionogels innovants ?

Spécialité : / CHIMIE

Contact : ALBA-SIMIONESCO Christiane,
e-Mail : christiane.alba-simionesco@cea.fr,   Tel : +33 1 69 08 32 54
Laboratoire : LLB/MMB

Stage pouvant se poursuivre en thèse : Oui
Durée du stage : 0-5 mois
Date limite de constitution de dossier : 01/03/2023

Résumé :
Ce projet commun entre le Laboratoire Léon Brillouin (LLB, Saclay) et le Laboratoire Charles Coulomb (L2C, Montpellier) vise à exploiter le potentiel innovant d’une silice hybride ionique récemment développée par l'Institut Charles Gerhardt de Montpellier (ICGM). L'étudiant en master 2 caractérisera la microstructure poreuse et sa capacité à incorporer de manière réversible un liquide ionique, l'objectif final étant de booster la conductivité ionique dans le cadre des applications batteries.

Sujet détaillé :
La conductivité ionique est une propriété clé pour les technologies énergétiques émergentes et, notamment, la nouvelle génération de batteries solides pour véhicules électriques. Dans un projet ANR commun entre le Laboratoire Charles Coulomb (L2C) et l'Institut Charles Gerhardt de Montpellier (ICGM), nous voulons explorer comment les processus de transport ionique dans un réseau conducteur solide innovant d'ionosilice peuvent être améliorés en incorporant des liquides ioniques de haute conductivité ionique.

Dans un premier temps, le/la candidat(e) caractérisera la structure poreuse de la ionosilice. Ensuite, il/elle étudiera le confinement de petites molécules simples (eau, alcool) servant de sonde locale, avec un moment dipolaire fort et bien défini. En raison de la disponibilité limitée des neutrons, nous prévoyons d'utiliser la variation de contraste avec des mélanges d’alcools H/D pour mesurer la densité de longueur de diffusion (et donc la chimie) du squelette de ionosilice, et éventuellement sa structure par diffusion aux petits angles des neutrons (SANS) et des rayons X (SAXS). Dans l’étape suivante, le confinement de deux liquides ioniques avec des tailles de contre-ions significativement différentes sera étudié. Un objectif ambitieux sera de mettre en place le remplissage réversible de la matrice poreuse pour permettre la réutilisation du matériau et améliorer son cycle de vie.
Techniques utilisées au cours du stage :
Le/la candidat(e) – basé(e) au LLB avec de courts séjours à prévoir à Montpellier – aura l'opportunité d'utiliser un panel de techniques de pointe : spectroscopie diélectrique à large bande, SAXS et WAXS, éventuellement SANS, mais aussi la calorimétrie modulée en température, le FTIR et l’adsorption de gaz. Une introduction à la diffusion neutronique sera proposée. Contact : Anne-Caroline Genix, responsable, Associate Professor, anne-caroline.genix@umontpellier.fr

Mots clés : Silice ionique poreuse, confinement, liquides ioniques, conductivité ionique, structure multi-échelle.

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