Synthèse de réseaux (semi)interpénétrés de COF/polymères

Le Laboratoire de Physicochimie des Polymères et Interfaces (https://lppi.cyu.fr/) regroupe des enseignants-chercheurs de divers profils (polyméristes, électrochimistes, chimistes inorganiciens, physiciens des surfaces et interfaces). Leurs compétences lui permettent de proposer des solutions innovantes, voire des ruptures technologiques, sur des problématiques académiques ou industrielles nécessitant des nouveaux matériaux structurels, fonctionnels ou stimulables. Cette démarche est principalement appliquée aux problématiques de stockage et transformation de l’énergie, aux matériaux « stimulables », aux dispositifs pour la santé ainsi qu’aux problématiques de la préservation et la restauration du patrimoine matériel culturel.

Le changement climatique et les besoins énergétiques actuels nécessitent une augmentation de la part d’énergie verte et renouvelable. Néanmoins, en raison de leur nature intermittente, l’utilisation de ces sources d’énergie requiert le développement de systèmes de stockage tels que des batteries à faible coût et présentant une sécurité accrue.

Parmi les éléments clés d’une batterie, la membrane joue un rôle essentiel en assurant à la fois la séparation entre les deux électrodes et la conduction ionique permettant de fermer le circuit électrique. Ainsi, la membrane doit présenter à la fois une conductivité et une sélectivité ioniques élevées, tout en conservant une stabilité chimique et mécanique.

Les matériaux hybrides nanoparticule/polymère ont récemment attiré une attention particulière grâce à leur combinaison de propriétés. Les COFs (Covalent Organic Frameworks), caractérisés par leur grande porosité et leur large surface spécifique, ont montré des propriétés intéressantes en tant que séparateurs dans les batteries.

L’objectif de ce stage est de développer des réseaux (semi-)interpénétrés de COF/polymères. Plusieurs voies de synthèse sont envisagées :

• La dispersion des COFs synthétisés dans des matrices/réseaux polymériques
• La synthèse in-situ de réseaux (semi-)interpénétrés COF/polymères

Les matériaux obtenus seront caractérisés par différentes techniques physico-chimiques et électrochimiques.

Enfin, un prototype sera assemblé avec le meilleur candidat afin d’évaluer sa capacité de stockage d’énergie.

Etudiant master 2 ou dernière année d’école d’ingénieur avec une solide formation dans le domaine de la chimie des matériaux, le (la) candidat(e) devra posséder de bonnes bases en synthèse et caractérisation des matériaux. Des connaissances en électrochimie seraient un plus.