Développement de nouveaux conducteurs ioniques par ions chlorures pour les dispositifs de stockage électrochimiques.

Avec l’émergence d’un nouveau type de batterie utilisant les ions chlorures comme porteur de charge en lieu et place du lithium/sodium propre aux technologies Li/Na-ion, la possibilité de développer des systèmes de stockage électrochimique plus respectueux de l’environnement n’est limitée que par la compatibilité des matériaux existants. Les premiers prototypes développés font apparaître la compatibilité naturelle des structures inorganiques basées sur un réseau anionique Cl-, à même d’apporter stabilité chimique et conductivité ionique. 

La chimie des chlorures étant moins développée que celle des oxydes, principalement pour des raisons de stabilité atmosphérique, nous nous proposons d’appliquer notre expérience acquise sur l’élaboration d’oxydes, notamment de phase conductrices par ion oxo O2-, afin de développer et d’optimiser de nouveaux chlorures de métaux de transition et d’alcalin présentant une importante conductivité ioniques par ion chlorure. L’objectif principal de ce projet est de modifier les structures existantes, notamment les chloro-pérovskites (Fig. 1), afin de contrôler la dimensionnalité des chemins de diffusion des ions chlorures, la stabilité atmosphérique et électrochimique. Les compositions développées serviront de modèle pour affiner notre compréhension du phénomène de conduction par ions chlorures et pourront servir d’électrodes ou d’électrolyte solide pour les nouvelles batteries au chlore.

Le laboratoire UCCS, Unité de Catalyse et Chimie du Solide, est une unité mixte de recherche (UMR 8181) dirigée par Jean-François Lamonier, sous les tutelles du CNRS, de l'Université de Lille, de l’Université d’Artois et Centrale Lille.

Les activités scientifiques menées à l’UCCS intègrent les enjeux du développement durable tels que la chimie durable, l’énergie et l’environnement en s’appuyant sur trois expertises scientifiques que sont (i) la Catalyse et Chimie Moléculaire, (ii) la Catalyse Hétérogène et (iii) la Chimie du Solide.

L’effectif total du laboratoire est d’environ 240 personnes dont 15 chercheurs CNRS, 88 enseignants-chercheurs, 37 BIATSS/ITA et une centaine de doctorants et post-doctorants.

L’UCCS s’appuie sur un savoir-faire en synthèse de molécules et matériaux et sur un parc analytique de haute technicité dédié à la caractérisation, à la mesure de propriétés ciblées et aux tests de performance des objets synthétisés. L’UCCS développe de manière concomitante une recherche fondamentale de haut niveau et des innovations transférables au monde industriel.

Plus précisément, l’UCCS travaille sur la découverte de différents types de matériaux (catalyseurs, polymères, verres et céramiques, matériaux hybrides, systèmes dispersés et organisés, objets supramoléculaires, films minces, matériaux fonctionnels) grâce à une démarche de synthèses raisonnées. L’UCCS développe et utilise des méthodes de caractérisation de pointe en s’appuyant notamment sur la plateforme de caractérisation avancée gérée par l’Institut Chevreul. La plupart de ces méthodes peuvent utilisées en mode in situ voire Operando et sont complétées par des modélisations. Dans le domaine de la catalyse, les chercheurs explorent l’intégralité du processus catalytique depuis la description du site actif jusqu’à la mise en œuvre des systèmes catalytiques dans les réacteurs et les procédés les plus appropriés. Pour assurer l’efficacité des transferts technologiques, l’UCCS peut s’appuyer sur le Hall Pilote Catalyse et sur la plateforme technologique d’ingénierie pour la chimie et les matériaux.

Les travaux de l’UCCS sont publiés dans les revues scientifiques internationales les plus reconnues, et cela correspond à 200 publications en moyenne par an. De nombreux partenaires industriels font confiance à l’CCCS pour développer des activités de recherche et pour breveter des inventions. Ces collaborations se concrétisent notamment sous la forme de deux laboratoires de recherche communs et de trois chaires industrielles. L’UCCS est actuellement impliquée dans de nombreux projets ANR et PEPR et participe activement à 5 programmes CPER 2021-2027. L’UCCS est également engagée dans plusieurs contrats européens (Horizon, Interreg …) et a participé à la création de plusieurs laboratoires internationaux associés. La plupart des contrats de recherche se font au travers de collaborations académiques et/ou industrielles nationales et/ou internationales.

Master in Materials sciences - Chemistry ; Good level, could be international, good background  in diffraction and crystallography, english spoken preferable. hard worker, well organized and meticulous.