Etude des interactions dans la couche active cathodique des PEMFC : impact de nouveaux ionomères et supports carbonés sur la microstructure et les performances // Study of interactions in the cathode catalyst layer of PEMFC: impact of novel ionomers and c

Ce projet vise à étudier l'impact de nouveaux ionomères et supports carbonés sur les interactions au sein de la couche active cathodique des PEMFC. Actuellement, le Nafion, ionomère de référence à base de PFSA, pourrait être interdit à court terme, poussant à l'émergence d'ionomères aux structures chimiques radicalement différentes. Parallèlement, de nouveaux supports carbonés sont développés pour améliorer la stabilité des couches catalytiques, en jouant sur leur géométrie et leur chimie. Ces modifications altèrent la microstructure de la couche active, qui doit assurer trois fonctions critiques : un réseau conducteur électronique (via le carbone), un réseau conducteur protonique (via l'ionomère) et un réseau de pores pour l'évacuation de l'eau et le transport d'oxygène. Le projet a pour objectif de comprendre comment ces nouveaux composants modifient les paramètres physiques (hydrophilicité, porosité, agrégation, qualité des réseaux) et d'identifier les combinaisons optimales pour maximiser les performances de la couche active.
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This project aims to investigate the impact of novel ionomers and carbon supports on the interactions within the cathode catalyst layer of PEMFCs. The reference ionomer, PFSA, may soon be banned, leading to the development of ionomers with completely different chemical structures. Simultaneously, new carbon supports are being designed to enhance stability by modifying their geometry and chemistry. These changes alter the microstructure of the catalyst layer, which must fulfill three critical functions: an electronic conductive network (via carbon), a proton conductive network (via ionomer), and a pore network for water removal and oxygen transport. The project seeks to understand how these new components modify physical parameters (hydrophilicity, porosity, aggregation, network quality) and to identify optimal combinations to maximize the performance of the catalyst layer.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Concours pour un contrat doctoral

Université de Savoie Mont-Blanc

510 I-MEP² - Ingénierie - Matériaux, Mécanique, Environnement, Energétique, Procédés, Production

Formation de niveau Master (ou équivalent) en physico-chimie, science des matériaux, électrochimie ou domaines connexes. Solides bases en caractérisation des matériaux, des dispersions et/ou des interfaces, avec un intérêt marqué pour les systèmes de stockage et de conversion de l'énergie à faible impact carbone. Goût prononcé pour le travail expérimental approfondi et la mise en place de protocoles rigoureux. Capacité à analyser, croiser et interpréter des données issues de techniques complémentaires, faisant preuve d'autonomie, de curiosité scientifique et d'esprit critique. Aptitude à conduire des expérimentations et à restituer les résultats et analyses de manière claire, didactique et scientifiquement rigoureuse.
Master's level degree (or equivalent) in physical chemistry, materials science, electrochemistry, or related fields. Solid background in the characterization of materials, dispersions, and/or interfaces. Strong interest in low-carbon energy storage and conversion systems. Strong motivation for in-depth experimental work and the implementation of rigorous protocols; ability to analyze, cross-correlate, and interpret data obtained from complementary techniques; autonomy, scientific curiosity, and critical thinking. Demonstrated ability to carry out experimental work and to present experimental results and analyses in a clear, didactic, and scientifically rigorous manner.