Doctorant (H/F) : Recyclage de métaux critiques de batteries Li-ion par extraction au CO2 supercritique

Sujet de thèse :
Contexte : La gestion contrôlée des ressources en métaux stratégiques des batteries lithium-ion (LIB) est devenue une urgence de premier plan en raison de l'augmentation exponentielle de leur utilisation ces dernières années. Le but de ce projet POLYCRICRI financé par l'ANR est de proposer une nouvelle approche innovante de recyclage des métaux critiques, plus propre et moins énergivore. Ce travail est une collaboration de l'ICGM, expert en chimie des matériaux (dont polymères, batteries, fluides supercritiques, chimie computationnelle), avec la société SNAM, leader européen du recyclage de batteries rechargeables, la société INOVERTIS pour l'analyse du cycle de vie et l'association IFS pour la communication et l'expertise en technologies fluides supercritiques.

Objectifs : Les travaux de cette thèse visent à explorer une nouvelle approche de recyclage des métaux critiques (Co, Li, Ni, Mn) contenus dans les LIBs. L'approche est basée sur l’utilisation du CO2 supercritique (scCO2) assisté par des polymères composés d'unités CO2-philes pour conférer la solubilité des polymères, et d'unités complexantes pour permettre aux polymères d'interagir avec les ions métalliques [1]. Les polymères visés seront synthétisés par polymérisation radicalaire contrôlée ou par télomérisation. La méthode proposée s’inspire de résultats prometteurs obtenus sur des composés modèles pour le cobalt et le lithium [2-3]. Les métaux récupérés seront réutilisés pour la synthèse de nouveaux matériaux de cathode dont les performances seront évaluées éléctrochimiquement dans des batteries Li-ion. Les polymères complexants seront régénérés pour un nouveau cycle d'extraction. Ce projet contribue à l'économie circulaire des métaux critiques.

[1] J. Vauloup et al., The Journal of Supercritical Fluids 2026, 229, 106794. https://doi.org/10.1016/j.supflu.2025.106794
[2] J. Vauloup et al., Waste Management 2024, 181, 199-210. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2024.03.018
[3] R. Mondal et al., Chemical Engineering Journal Advances 2025, 24, 100883. https://doi.org/10.1016/j.ceja.2025.100883
Contexte :
Profil du candidat : Le candidat ou la candidate devra justifier d’un master ou équivalent en chimie des polymères assorti d'une solide expérience en chimie organique, en physico-chimie des polymères, d’un fort intérêt pour l’innovation, et de très bonnes capacités de communication (anglais requis), forte motivation, curiosité, autonomie. Des connaissances en chimie du solide et/ou des batteries Li-ion, ainsi qu'une appétence pour les procédés, incluant les technologies fluides supercritiques, seront appréciées.

Laboratoire d'accueil : La thèse se déroulera principalement à l'Institut Charles Gerhardt de Montpellier (1919 route de Mende, 34000 Montpellier, France) et plus précisément au sein des départements D2 (Chimie et Matériaux Macromoléculaires) et D4 (Chimie des Matériaux, Nanostructures, Matériaux pour l’Ene
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