H/F_Réalisation et caractérisation d’un électrolyte solide par dépôt physique en phase vapeur sur des c

Missions :
Ce travail post-doctoral sera consacré à la synthèse d’un électrolyte solide à base de Ba, Ce, Zr, et d’autres dopants, sur une anode support par la technique de pulvérisation cathodique magnétron en condition réactive. Au cours de cette étude, après la réalisation d’une cellule bouton d’un diamètre de 25 mm, il faudra se focaliser sur une mise à l’échelle avec une cellule d’au moins 50 voir 100 mm de diamètre. Le revêtement d’électrolyte doit présenter des performances importantes dont les principales sont : une bonne conductivité ionique de l’ion H+, une faible conductivité électrique, une bonne compatibilité chimique, thermomécanique avec les électrodes de l’édifice électrochimique.
Une fois les couches élaborées au sein de l’institut FEMTO-ST, ces dernières seront ensuite caractérisées d’un point de vue structural et microstructural (DRX, MEB, surfométrie, …). Les caractérisations en configuration pile seront réalisées par des partenaires du projet.
Activités :
prise en main d'une machine de dépôt de type PVD,
mise à l'échelle de cellule de reference,
définir des protocoles de synthèse,
caractérisation morphologique de films minces,
participation et animation de reunion d'avancement.

Contexte de travail :
Dans le cadre des Programmes d’Equipements Prioritaires de Recherche (PEPR) du CNRS, la filière hydrogène est soutenue notamment pour la réalisation d’une cellule céramique pour l’électrolyse dans la gamme de température de 400-600°C, durable, performante et à bas coût. La production d'hydrogène par l'utilisation du processus d'électrolyse empêche la formation de gaz CO2. Dans ce contexte, l'utilisation d’électrolyseur à oxyde solide intégrant des céramiques à conduction protonique, qui présente un rendement élevé, est considéré comme une des méthodes de production la plus prometteuse.
Un électrolyseur est composé de plusieurs cellules céramiques unitaire superposées dans un stack. La cellule unitaire constituée d’une anode, d’un électrolyte et d’une cathode doit avoir une stabilité importante dans les conditions d’utilisation. Il est donc important de travailler sur les interfaces des trois constituants de la cellule unitaire.