H/F Post-doctorant(e) science des matériaux

Missions :
Nous avons développé des voies de synthèse alternatives pour les hydrido-closo-borates à partir de borohydrure de sodium. En raison d'une sélectivité inexpliquée dans la formation des clusters de bore, une compréhension mécanistique approfondie est nécessaire. Ce projet postdoctoral vise à explorer des voies de synthèse solvothermales pour élaborer des électrolytes à base de bore à faible coût.



Activités :
Un criblage systématique des conditions de synthèse sera mise en œuvre : solvants, contre-ions (par exemple, le tétraéthylammonium), des paramètres expérimentaux (temps, température). Afin d’optimiser ces paramètres, des techniques d’apprentissage actif basées sur l’optimisation bayésienne seront mises en œuvre.
Des caractérisations in situ ou ex situ (FTIR, RMN ¹¹B/¹H, HP-DSC, MS) seront utilisées pour comprendre les mécanismes et la sélectivité en identifiant les intermédiaires réactionnels.

Les matériaux synthétisés seront caractérisés par diffraction des rayons X (XRD), FTIR, spectroscopie Raman et RMN du solide (¹H, ¹¹B). Leurs propriétés électrochimiques seront évaluées par spectroscopie d’impédance électrochimique et voltampérométrie cyclique.

Contexte de travail :
Les batteries tout-solide représentent la prochaine génération de technologies de batteries à ions métalliques. Elles offrent des perspectives d’amélioration en matière de sécurité, de densité énergétique, de stabilité et d’efficacité.Cependant, comparées aux batteries Li-ion conventionnelles utilisant des électrolytes organiques liquides, les électrolytes solides présentent des défis intrinsèques :
(i) une conductivité ionique plus faible,
(ii) un contact interfacial réduit entre les électrodes et les électrolytes,
(iii) des contraintes mécaniques liées aux variations de volume lors des cycles de charge/décharge,
(iv) une mise en forme complexe des cellules complètes,
(v) et un coût global plus élevé.Une famille particulièrement prometteuse est celle des hydridoborates, en particulier les composés à clusters de bore tels que les hydrido-(closo)-(car)borates, qui allient une conductivité ionique élevée (jusqu’à quelques mS·cm⁻¹), une excellente stabilité électrochimique et thermique, ainsi que de bonnes propriétés mécaniques (modules de cisaillement et de compressibilité faibles). Cependant, leur synthèse repose généralement sur une chimie des boranes à la fois dangereuse et coûteuse, ce qui limite leur viabilité économique pour des applications pratiques. Le développement de voies de synthèse efficaces et transposables à grande échelle demeure ainsi un obstacle majeur.