Doctorant en synthèse organique/électrochimie (H/F)

Sujet de thèse :
Synthèse de dérivés quinoniques comme négolytes pour le stockage d’énergie.

Description du projet
Du fait de l'importance du stockage de l’énergie et de son hybridation avec les sources d’énergie renouvelable pour la transition énergétique, le développement des batteries redox flow (RFB) fait l’objet d’une attention particulière. Parmi les différentes technologies émergentes, les batteries redox flow organiques aqueuses (AORFB) sont particulièrement intéressantes car les objectifs en termes de durabilité, de coût et de sécurité peuvent être atteints grâce aux possibilités offertes par l'ingénierie moléculaire. Bien que des systèmes viables arrivent déjà sur le marché, augmenter la densité énergétique tout en maintenant une stabilité et une densité de puissance élevées reste une préoccupation majeure. Parmi les composés organiques redox qui se sont avérés efficaces dans les AORFB, les dérivés de l'anthraquinone ont été largement étudiés en raison de leur grande stabilité chimique, de leur poids moléculaire élevé qui limite le crossover (passage à travers la membrane), et de la possibilité de les utiliser dans des milieux acides, neutres et basiques. Cependant, malgré la diversité des dérivés synthétisés, la molécule redox qui permettra d'atteindre toutes les performances souhaitées en termes de densité d'énergie, de puissance et de stabilité n'a pas encore été identifiée.
Ce projet vise à répondre à cette problématique via la préparation et la caractérisation de nouveaux dérivés de quinones comme négolytes répondant aux critères de solubilité (supérieure à 1 M d'électron) et de stabilité (perte inférieure à 0,003% par jour pendant 20 ans pour maintenir une rétention de capacité supérieure à 80%) avec des potentiels redox autour de -0,7 et -1 V/ESH dans des milieux de neutres à basiques. Le travail consistera à synthétiser de nouveaux négolytes basés sur des dérivés quinoniques prometteurs pour les RFB et à déterminer leurs propriétés physico-chimiques (solubilité, potentiel redox etc.). Les composés les plus prometteurs seront mis en œuvre dans des batteries afin d’estimer leur performance. Ce projet combine avantageusement l'expertise d'électrochimistes spécialistes en AORFB (ISCR-MaCSE) avec celle d’experts en synthèse organique de dérivés quinoniques (ISCR-COrInt).

Profil recherché
La personne recruté(e) devra avoir de bonnes connaissances en chimie organique et en électrochimie. Le travail s’effectuera au sein de l’Institut des Sciences Chimiques de Rennes, possédant toutes les facilités pour mener une recherche de qualité, entre les équipes Chimie Organique et Interfaces (COrInt) et Matière Condensée et Systèmes Electroactifs (MaCSE).


Contexte :
L'Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR) est une Unité Mixte de Recherche (UMR) associant le CNRS (INC et INSIS), l'Université de Rennes, l'Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR) et l'Institut National
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