CNRS/IPVF – Stage – An investigation into the use of oxides and sulfides as electrocatalysts for water splitting and/or CO2 reduction F/H

02/11/2022

Fonction:                  Stagiaire M2

Contrat :                   Convention de stage

Prise de poste :       Février/Mars 2023

Durée contrat :       6 mois

Lieu de travail :       IPVF, 18 Boulevard Thomas Gobert, 91120 Palaiseau

Formation :              Bac+5 (Master 2)

 

 

IPVF – Institut Photovoltaïque d’Île-de-France

L’institut Photovoltaïque d’Île-de-France, institut pour la transition énergétique créé en 2013, est un pôle scientifique et technique dédié à la recherche et au développement de technologies solaires. Sur son site situé à Paris-Saclay, il fédère son propre personnel, des salariés de ses partenaires et ceux des sociétés extérieures. L’IPVF a pour ambition de devenir l’un des principaux centres mondiaux de recherche, d’innovation et de formation dans le domaine de la transition énergétique.

L’IPVF a pour objectif premier d’améliorer les performances et la compétitivité des cellules photovoltaïques et de développer des technologies de rupture en s’appuyant sur quatre leviers :

• Un programme de recherche ambitieux ;
• L’accueil, sur son site de Paris-Saclay, de plus de 200 chercheurs et de leurs laboratoires ;
• Une plateforme technologique de pointe (8 000 m²) ouverte aux acteurs de la filière photovoltaïque, et regroupant plus de 100 équipements de pointe situés dans des salles blanches.
• Un programme de formation principalement fondé sur un master, l’encadrement de doctorants, et la formation continue.

 

Bref historique :

L’IPVF a été fondé en 2013 à l’initiative de l’Etat français, EDF, TotalEnergies, Air Liquide, CNRS, Ecole polytechnique, Horiba et Riber. Rassemblant plus de 150 chercheurs, notre plateforme de Paris-Saclay, d’une superficie de 8 000 m², est un guichet unique pour tous les types de recherche et d’innovation deeptech.

L’IPVF a pour objectif de rester :
• Un leader mondial de la R&D liée au photovoltaïque. en fédérant les meilleures équipes françaises dans le dans le domaine de la recherche, de l’innovation et de la production industrielle, en partenariat avec de grands instituts internationaux, notamment en Europe,
• Un leader sur le développement de briques technologiques photovoltaïques briques technologiques en cohérence avec les tendances du marché,

• Une référence dans l’envoi des concepts R&D les plus prometteurs concepts de R&D les plus prometteurs pour l’industrie.

 

LCM (Molecular Chemistry Laboratory)

https://portail.polytechnique.edu/lcm/en) is a joint lab between Ecole Polytechnique and CNRS. The lab activities are focusing on energy, environment and catalysis, using molecular and material tools. Equipment is at the state-of-the-art, including XRD, NMR, mass spectrometry platforms.

 

CONTEXTE DU POSTE

La production de carburants renouvelables est essentielle pour une économie à faible émission de carbone. Que ces carburants et produits chimiques soient produits en couplant des photovoltaïques (ou des éoliennes) à un électrolyseur ou par un dispositif photoélectrochimique intégré, des catalyseurs efficaces sont nécessaires pour réduire le surpotentiel nécessaire et améliorer la sélectivité de la réaction. Les principales exigences relatives aux catalyseurs sont l’efficacité, la sélectivité, la durée de vie et l’évolutivité. Au cours de la dernière décennie, les matériaux d’oxyde et de sulfure ont reçu une attention particulière en tant que catalyseurs. Dans ce projet, le potentiel des matériaux d’oxyde et de sulfure préparés par dépôt de couche atomique (ALD) à IPVF comme catalyseurs pour la réaction d’évolution de l’hydrogène (HER), la réduction du CO2 (CO2R) et la réaction d’évolution de l’oxygène (OER) sera étudié.
L’ALD est une technique bien établie de fabrication de catalyseurs hétérogènes car elle permet de contrôler l’épaisseur et la composition du film au niveau atomique.
Dans cette étude, nous effectuerons un screening et un benchmarking de divers catalyseurs d’oxyde et de sulfure disponibles à l’IPVF pour HER, OER, et la réduction du CO2. Leur comportement électrochimique, leurs produits finaux, leur performance et leur stabilité seront évalués à l’IPVF pour la séparation de l’eau (OER, HER) et au LCM pour la réduction du CO2.

 

MISSIONS PRINCIPALES

Le candidat sera impliqué dans la caractérisation matérielle et électrochimique de matériaux d’oxyde et de sulfure déposés par dépôt en couche atomique (ALD) pour la réaction d’évolution de l’hydrogène (HER), la réduction du CO2 (CO2R) et la réaction d’évolution de l’oxygène (OER).

Il/elle benchmarkera les performances catalytiques, leurs performances électrochimiques et leurs propriétés physico-chimiques.

Les missions seront :
▪ Réaliser une étude bibliographique sur les propriétés des électrodes développées dans ce projet vers HER, OER et la réduction du CO2 (CO2R).
▪ Analyser électrochimiquement les couches déposées en utilisant la voltampérométrie cyclique, la chronoampérométrie,… en conjonction avec les mesures GS pour déterminer leur performance catalytique, leur sélectivité et leur stabilité vers HER, CO2R, et OER ainsi que les produits finaux.
▪ Caractériser les propriétés physico-chimiques des catalyseurs (spectroscopie Raman, Microscopie électronique à balayage (MEB), diffraction des rayons X, Fluorescence des rayons X, réflectométrie des rayons X, AFM…).
▪ Corrélation entre les propriétés physico-chimiques des catalyseurs et leurs performances en matière de HER, OER et/ou CO2R.

 

 

PROFIL RECHERCHE

Compétences

– Sciences des matériaux / Chimie

– Électrochimie

– Solides compétences en matière d’expérimentation et d’analyse

– Anglais courant requis

 

 

Savoir-être

– Solides compétences en matière de travail en équipe

– Proactif et autonome

 

CONTACT

Lettre de motivation et CV à transmettre par mail à :

negar.naghavi@chimieparistech.psl.eu

nathanaelle.schneider@cnrs.fr

cedric.tard@polytechnique.edu

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  • +33(0)1 69 86 58 60
  • contact@ipvf.fr
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