H/F Nouvelles membranes amphotères pour les batteries à circulation aqueuses à redox organique de grand

Sujet de thèse :
Le développement des énergies renouvelables nécessite le stockage stationnaire. Bien que largement développées pour les petits équipements et la mobilité, les batteries Li-Ion ou Na-ion ne sont pas forcément les plus adaptées à ce type d’application, pour des raisons de coût et de recyclabilité. L’une des pistes les plus prometteuses consiste dans le développement de batteries à circulation aqueuses à redox organique, dans lesquelles l’énergie est stockée dans des électrolytes à l’extérieur de la cellule électrochimique. Cela permet de moduler la puissance et la capacité du système électrochimique. Classiquement, les espèces électroactives sont dissoutes dans des milieux aqueux ou non aqueux, le plus largement développé étant les systèmes à flux redox de vanadium.
Récemment, ces technologies ont gagné beaucoup d’intérêt grâce aux développement et l’utilisation de molécules actives organiques dans des électrolytes aqueux. La membrane séparant l’anolyte du catholyte est un composant clé et impacte fortement les performances du système. La membrane la plus utilisée est à base d’un polymère perfluorosulfoné (PFSA) de type Nafion. Bien que de nombreux progrès aient été réalisés dans le développement de différentes molécules actives, des systèmes, le développement des nouvelles membranes plus performantes reste peu étudié. L’objectif de la thèse proposée est de développer de nouvelles membranes, moins chers et écologiques, à base de polymères à squelette carbohydrogénés afin de développer des batteries organiques à flux redox très performantes et durables. Cette thèse aura lieu dans le cadre d’un PEPR qui implique 4 partenaires (Institut de Science Chimique de Rennes (ISCR), CEA Grenoble, Laboratoire de Réactivité et Chimie des Solides (LRCS) et LEPMI) et a comme objectif de synthétiser de polymères amphotères et les mettre sous forme de membranes. Ces membranes seront caractériser ex-situ, in situ ainsi qu’en système au LEPMI ainsi qu’en collaboration avec les partenaires du projet.

Contexte :
Le travail sera effectuée au laboratoire LEPMI en collaboration avec les partenaires du projets PEPR Discovery.
Le, la candidat, candidate doit posséder des connaissances en synthèse des polymères et caractérisation des membranes sont requises. Les connaissances en électrochimie seront appréciées.