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Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

Modélisation d'électrode infiltrée pour la co-électrolyse haute température couplant des calculs ab init


Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.

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-27-0365  

Description du sujet de thèse

Domaine

Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences

Sujets de thèse

Modélisation d'électrode infiltrée pour la co-électrolyse haute température couplant des calculs ab initio et de cinétique électrochimique

Contrat

Thèse

Description de l'offre

Grâce à leur flexibilité, les convertisseurs électrochimiques à haute température basés sur des cellules à oxyde solide (SOC) permettent de co-électrolyser la vapeur d’eau et le CO2 afin d'obtenir un gaz synthétique, précurseur essentiel pour la production de carburants synthétiques (e-fuels). Toutefois, pour atteindre une production industrielle, les performances et la durabilité des SOC doivent encore être améliorées. En effet, lors d’un fonctionnement en co-électrolyse, l'électrode standard Ni/YSZ est sujette à des évolutions microstructurales et à un dépôt de carbone. Pour limiter ces dégradations, il a récemment été proposé d'infiltrer l'électrode avec un catalyseur à base de cérine (GDC). Néanmoins, le rôle exact du GDC reste mal connu à ce jour. Cette thèse vise donc à apporter une meilleure compréhension du fonctionnement et de la dégradation de l’électrode infiltrée par une approche de modélisation ab initio couplée à des simulations de cinétiques électrochimiques. Dans un premier temps, les mécanismes à l’échelle atomique seront étudiés en utilisant la théorie de la fonctionnelle de la densité électronique (DFT). Ces mécanismes réactionnels serviront ensuite de données d'entrée pour un modèle électrochimique capable de simuler les performances et la dégradation en fonction d'une microstructure donnée. Par ailleurs, le CEA/Liten a développé un outil numérique permettant de générer des microstructures synthétiques représentatives des électrodes infiltrées. Cet outil, appliqué à l’électrode GDC-Ni/YSZ, sera couplé aux modèles électrochimiques afin de mener une optimisation microstructurale. Les résultats obtenus permettront de proposer des recommandations pour la fabrication d'électrodes optimisées pour la co-électrolyse au CEA.

Université / école doctorale

Ingénierie - Matériaux - Environnement - Energétique - Procédés - Production (IMEP2)

Université Grenoble Alpes

Localisation du sujet de thèse

Site

Grenoble

Critères candidat

Formation recommandée

master de physique/spécialité matériaux

Demandeur

Disponibilité du poste

01/10/2027

Personne à contacter par le candidat

HARTMANN Cintia cintia.hartmann@cea.fr

CEA

DES/DTCH//LES

17 avenue des Martyrs

38054 Grenoble cedex 9

0438782160

Tuteur / Responsable de thèse

LAURENCIN Jerôme jerome.laurencin@cea.fr

CEA

DES/DTCH

17 avenue des Martyrs

38054 Grenoble cedex 9

0438782210

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