04/04/2018 Offres d'emploi

Offre de thèse 2018 - IEM

Thèse en nanomatériaux-électrocatalyse au sein de l'IEM (Institut Européen des Membranes) basé à Montpellier, débutant le 1er octobre.

Sujet : Accélérer la production de H2 : Développement de nanocatalyseurs pour l’électrooxydation sélective du glycérol couplée à la production d’hydrogène moléculaire en milieu aqueux

Mots clés : Production d’hydrogène, Électrosynthèse, Électrolyse, Glycérol, Électrocatalyse, Nanomatériaux

Début de la thèse : 1er octobre 2018

Profil et compétences recherchées

Nous recherchons un(e) candidat(e) motivé(e) de niveau master/ingénieur qui saura faire preuve de rigueur, d’initiative et d’autonomie. Il/Elle devra posséder des connaissances en électrochimie et/ou en synthèse des nanomatériaux. Des connaissances en caractérisation des (nano)matériaux (microscopie, diffraction, spectroscopie) et/ou en chimie analytique (chromatographie, LC-MS, RMN) seraient fortement appréciées. Il/Elle devra faire la preuve d’un goût prononcé pour les travaux en collaboration et avoir des qualités rédactionnelles en français et en anglais. Il/Elle devra également avoir des qualités organisationnelles pour planifier son travail et respecter les échéances de la thèse.

Pour candidater, se référer au site de l’ED Sciences Chimiques Balard (https://edscb.umontpellier.fr/).

Niveau de français requis : Compétent/Courant: Vous pouvez utiliser la langue avec aisance et facilité en argumentant sur des sujets complexes.

Niveau d'anglais requis : Intermédiaire supérieur: Vous pouvez utiliser la langue de manière efficace et vous exprimer précisément.

Présentation détaillée du projet doctoral

Les piles à combustible (PAC) sont une alternative pour produire de l’électricité à partir de combustibles tels que H2 (voiture électrique...) ou le glucose (dispositifs implantés) entre autres. La singularité des PAC est de répondre efficacement à la production décentralisée de l’énergie électrique par conversion directe de l’énergie chimique stockée dans les molécules sous forme de liaisons chimiques en énergie électrique à partir de réactifs renouvelés continûment. La PAC H2/O2 ne peut émerger qu’en présence d’une infrastructure de production de H2 efficace (économique et environnementale). La production actuelle de H2 par reformage soulève des problèmes environnementaux (gaz à effet de serre, etc.) au moment où l’option de l’électrolyse classique de l’eau nécessite une forte consommation énergétique. Facilement plus oxydable que l’eau, les composés organiques comme les alcools en lieu et place de l’eau pourrait baisser la facture énergétique de 50%+, ne nécessitant qu’une tension de moins de 1 V pour produire efficacement H2. Le glycérol est une ressource non valorisée issue de la production du biogazole dont la production ne cesse de croître d’année en année. De plus, ses produits d’oxydation comme l’hydroxypyruvate, le glycérate et le tartronate sont des produits à haute valeur ajoutée. Ainsi, l’oxydation sélective par voie électrochimique du glycérol permettra de diminuer le coût du système par la production en parallèle d’intermédiaires valorisables. Ces dernières années, des progrès ont été réalisés pour comprendre le mécanisme d’électrooxydation du glycérol sur des nano-électrocatalyseurs afin d’orienter la sélectivité. Ce projet de thèse s’inscrit dans cette démarche en repensant radicalement la manière d’élaboration les matériaux d’électrodes.


Cette thèse se déroulera sur 3 ans au sein du département IP2 (IEM). Comme objectifs, il s’agira principalement de : (i) développer une approche originale et robuste de synthèse qui permettra de préparer des électrocatalyseurs plurimétalliques AuM (M = Bi, Mo, Co, Ag, Cu) pour servir d’anode et atteindre une cinétique améliorée entre 0,3 et 0,8 V vs. ERH et une sélectivité ≥80% des produits d’oxydation formés sans rupture de la liaison C-C ; (ii) mettre au point des méthodes d’identification et de séparation/purification des produits ; (iii) développer une cathode à base de NiMn pour la production de H2 ; (iv) assembler et valider le système avec optimisation de son fonctionnement en réacteur fluidique, thermique et électrodynamique.

Contact et Encadrement : Dr. Sophie TINGRY (50%), Dr. Yaovi HOLADE (50%)

Financement : La thèse sera financée par le Contrat-Doctoral ED Sciences Chimiques Balard

Objectifs de valorisation des travaux de recherche du doctorant : diffusion, publication et confidentialité, droit à la propriété intellectuelle,...

Publications, communications dans des congrès nationaux et/ou internationaux

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Références bibliographiques :

[1] M. Yan, Y. Kawamata, P.S. Baran, Synthetic Organic Electrochemistry: Calling All Engineers, Angew. Chem. Int. Ed., (2017) DOI: 10.1002/anie.201707584.
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[3] D. Pletcher, R.A. Green, R.C.D. Brown, Flow Electrolysis Cells for the Synthetic Organic Chemistry Laboratory, Chem. Rev., (2017) DOI: 10.1021/acs.chemrev.1027b00360.
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[5] Y. Holade, C. Morais, K. Servat, T.W. Napporn, K.B. Kokoh, Toward the Electrochemical Valorization of Glycerol: Fourier Transform Infrared Spectroscopic and Chromatographic Studies, ACS Catal., 3 (2013) 2403-2411.
[6] H.J. Kim, Y. Kim, D. Lee, J.-R. Kim, H.-J. Chae, S.-Y. Jeong, B.-S. Kim, J. Lee, G.W. Huber, J. Byun, S. Kim, J. Han, Coproducing Value-Added Chemicals and Hydrogen with Electrocatalytic Glycerol Oxidation Technology: Experimental and Techno-Economic Investigations, ACS Sustainable Chem. Eng., 5 (2017) 6626-6634.
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