Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Missions :
Ce post-doctorat s’inscrit dans le cadre du projet ANR DEEP-SENS (Demystifying the Electrode/Electrolyte Interfaces via Operando Piezoelectric SENSing), qui vise à développer un outil analytique de nouvelle génération pour l’étude des interfaces électrode-électrolyte dans les batteries rechargeables. Ces interfaces jouent un rôle clé dans la performance, la stabilité et la durée de vie des batteries, mais restent difficiles à caractériser en temps réel.
DEEP-SENS relève ce défi en exploitant la puissance de l’ac-électrogravimétrie, une méthode reposant sur des capteurs piézoélectriques de type QCM couplés à des mesures d’impédance électrochimique. Le projet cible en particulier les batteries rechargeables (lithium-ion, sodium-ion…), afin d’étudier des phénomènes fondamentaux tels que la formation des interfaces SEI/CEI, la (dé)solvatation des ions aux interfaces, le transfert ionique interfacial, ainsi que les propriétés mécaniques des électrodes au cours des cycles de charge/décharge.
L’objectif est de proposer un outil unique pour mieux comprendre la structure et l’évolution des interfaces/interphases dans les batteries, et ainsi guider la conception de systèmes plus performants et durables. À terme, le projet aboutira au développement d’un dispositif haute-résolution en ac-électrogravimétrie, une instrumentation innovante entièrement conçue en France et destinée à la communauté des électrochimistes.

Activités :
Dans le cadre de ce travail, nous cherchons à étudier les propriétés mécaniques des électrodes au cours des cycles de charge/décharge, en parallèle des phénomènes d’insertion/désinsertion ionique observé par réponse électrogravimétrique. Pour cela, nous mettrons en œuvre une approche en plusieurs étapes, combinant l’élaboration de matériaux électroactifs modèles, leur caractérisation physico-chimique, et l’exploitation avancée de la méthode d’ac-électrogravimétrie avec dissipation (ac-EQCM-D) à différentes harmoniques.
Tâche I : Élaboration de films minces électroactifs modèles, avec des propriétés mécaniques modulables (analogues de Bleu de Prusse, films à base de carbone, polymère conducteur de type PEDOT). Caractérisations chimiques, structurales et morphologiques classiques.
Tâche II : Caractérisation du transfert ionique à l’interface électrode/électrolyte par des méthodes électrochimiques (EIS) et électrogravimétriques classiques (ac-électrogravimétrie).
Tâche III : Mise en œuvre des mesures d’ac-électrogravimétrie avec dissipation (ac-EQCM-D) à différentes harmoniques sur les films élaborés dans la Tâche I et caractérisés dans la Tâche II.
Tâche IV : Analyse et modélisation des réponses électrogravimétriques enregistrées, afin de décomposer les contributions liées au transport ionique et aux changements mécaniques des électrodes.
Tâche V : Bilan des expériences et rédaction de publications scientifiques à partir des résultats obtenus.

Contexte de travail :
Ce pro
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Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers), en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Competences :
- Doctorat en chimie physique ou en science des matériaux avec des compétences en électrochimie, une expérience pratique des méthodes spectroscopiques (i.e. impédance électrochimique) et des méthodes basées sur la QCM - Une bonne expérience en synthèse/caractérisation des matériaux développés dans le cadre du stockage électrochimique de l'énergie - La capacité de travailler en tant que chercheur indépendant avec un haut niveau de jugement scientifique et d'initiative - D'excellentes capacités de communication et d'organisation - Une bonne maîtrise de l'anglais à l'oral et à l'écrit, des compétences en français seraient appréciées.
Contraintes et risques :
Néant