Thèse de doctorat en électrocatalyse : développement d’aérogels métalliques hautement nanostructurés po

Sujet de thèse :
Les aérogels métalliques apparaissent comme une classe de matériaux particulièrement attractive. Leur architecture tridimensionnelle hiérarchique, composée d’un réseau continu de nano-objets interconnectés, offre théoriquement une combinaison idéale entre forte surface développée, porosité ouverte favorable au transport des réactifs et produits, bonne connectivité électronique, et possibilité de moduler finement la composition chimique. Néanmoins, une analyse approfondie de la littérature des vingt dernières années montre que la majorité des matériaux non-nobles décrits comme étant des “aérogels” et rapportés pour la réaction de dégagement de dioxygène (OER) en milieu alcalin correspondent en réalité à des assemblages de microparticule en structure micrométrique.
L’objectif principal du projet de thèse est donc de développer une nouvelle génération de véritables aérogels nanostructurés, métalliques non-nobles pour catalyser l’OER en milieu alcalin, présentant simultanément : une forte activité intrinsèque (cinétique OER), une surface développée importante, une porosité ouverte favorisant le transport de matière, et une stabilité élevée à forte densité de courant en électrolyseur à membrane échangeuse d’anion (AEM) ainsi qu’en régime dynamique.

Le projet comprend:
-Leur fabrication par voie de mécanosynthèse.
-Leur caractérisation structurale et chimique.
-Le test de leur performance en cellule électrochimique à trois électrode ainsi qu'en monocellule AEMWE sur la plateforme hydrogène du laboratoire.
-L'étude des propriété structure-activité par methodes X operando en synchrotrons (ESRF, SOLEIL).

Contexte :
La thèse se déroulera à l'Institut Charles Gerhardt de Montpellier (ICGM), et s'inscrit dans le cadre du laboratoire commun Hydrogenlab entre le CNRS et l'entreprise Michelin (ce n'est pas une thèse CIFRE).

L’ICGM est une unité mixte de recherche soutenue par le CNRS, l’Université de Montpellier et l’Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier, labellisé institut Carnot (Chimie Balard Cirimat) par le Ministère de la Recherche. Le groupe thématique 'Electrochemistry for Energy' du département Chimie des Matériaux, Nanostructures, Matériaux pour l'Energie est reconnu internationalement pour ses travaux sur les piles à combustible et électrolyseurs, du développement des membranes conductrices de protons et de catalyseurs innovants, aux architectures d’électrodes, et la caractérisation de ces matériaux fonctionnels en pile à combustible et électrolyseurs et également avec des méthodes in situ et operando (DRX et XAS). Le groupe travaillant sur les piles à combustible et électrolyseurs rassemble des chercheurs, enseignants-chercheurs, ingénieurs et techniciens disposant de moyens importants pour la synthèse de matériaux, leur caractérisation structurale, leur mise en forme en assemblage membrane-électrode, et une plateforme dédiée comprenant plusieurs bancs de test de
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