Informations générales
Entité de rattachement
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Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.
Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.
Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :
• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité
Référence
SL-DES-24-0847
Description du sujet de thèse
Domaine
Défis technologiques
Sujets de thèse
PEMFC moyenne température : impact des procédés de séchage des couches catalytiques sur leurs microstructure et performance
Contrat
Thèse
Description de l'offre
- La pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC, utilisant l’hydrogène et l’air comme carburants) est une solution pertinente pour la production d’énergie électrique à faible teneur en carbone. Cependant, il est nécessaire d’améliorer davantage ses performances et sa durabilité, et de réduire son coût.
- Dans cet esprit, le projet national français PEMFC95 vise à développer et caractériser des matériaux pour PEMFC capables de fonctionner durablement à 95°C (le standard est de 80°C) et donc plus adaptés et attractifs pour les applications transport lourd (bus, camions, trains…). Il est soutenu par le Programme et Equipements Prioritaires de Recherche sur l’hydrogène décarboné (PEPR-H2).
- Le composant étudié dans cette thèse est la couche de catalyseur (CL pour Catalyst Layer) qui est un mélange de Pt/C (platine sur particules de carbone), ionomère conducteur H+ et solvants. L’optimisation de la CL en termes de distribution spatiale du Pt/C, de l’ionomère et des pores est cruciale pour améliorer les performances et la durabilité. Ceci est directement lié à la formulation de l’encre et au processus de fabrication utilisé pour produire la CL. Cependant, la relation entre les procédés et paramètres de fabrication des CL, leur structure et la distribution spatiale des composants, ainsi que la performance et la durabilité des PEMFC, reste une question ouverte. L’objectif de votre thèse de doctorat est de progresser sur ce point, en se concentrant sur l’étape de séchage mise en œuvre dans le procédé de fabrication par enduction (bar coating).
- Vous contribuerez au projet PEMFC95 grâce à vos développements scientifiques/technologiques pour comprendre l’impact du processus de séchage et de ses paramètres, sur la microstructure de la CL et faire le lien avec les performances et la durabilité de la PEMFC.
- Vous aurez des échanges et des réunions avec les partenaires du projet et avec le CNRS/IMFT (Toulouse), spécialiste des phénomènes de transport dans les milieux poreux.
- Vous serez embauché(e) par le CEA-Grenoble et travaillerez avec du personnel permanent et non permanent du laboratoire, ingénieurs et techniciens (hommes et femmes), pour discuter de vos idées, effectuer vos expériences et analyser les données. Votre directeur de thèse sera Joël Pauchet qui vous apportera sa connaissance des milieux poreux pour les PEMFC et de la modélisation des transferts, et de Christine Nayoze-Coynel pour son savoir-faire sur les CL et MEA (membrane Electrode Assembly) et leur fabrication.
Des informations complémentaires sont disponibles dans la PJ et/ou sur demande.
Université / école doctorale
Ingénierie - Matériaux - Environnement - Energétique - Procédés - Production (IMEP2)
Université Grenoble Alpes
Localisation du sujet de thèse
Site
Grenoble
Critères candidat
Formation recommandée
mécanique des fluides, milieux poreux, thermique
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2024
Personne à contacter par le candidat
NAYOZE Christine christine.nayoze@cea.fr
CEA
DRT/DEHT//LCP
CEA Grenoble
DRT / LITEN / DTH / LCEPM
17 Rue des Martyrs
38 054 Grenoble Cedex
04 38 78 61 03
Tuteur / Responsable de thèse
PAUCHET Joel joel.pauchet@cea.fr
CEA
DES/DEHT//LMEA
CEA Grenoble
17 rue des Martyrs
38054 CEA/Grenoble, France
04 38 78 52 96
En savoir plus
https://liten.cea.fr
https://www.imft.fr/