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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-17-0902

DOMAINE DE RECHERCHE
Chimie physique et électrochimie / Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
INTITULÉ DU SUJET Français English

Batteries magnésium-ion innovantes à haute capacité à base d’électrodes négatives nanostructurées

RÉSUMÉ DU SUJET

La thèse propose l'exploration d'un concept novateur pour le stockage de l'énergie : les accumulateurs électrochimiques magnésium (Mg)-ion. Le magnésium apparaît comme une excellente alternative au lithium en raison de sa forte capacité spécifique, son faible coût, son abondance sur Terre et sa faible réactivité comparé au lithium offrant une meilleure sécurité.

Cependant, les électrolytes conventionnels utilisés dans les batteries au Li interagissent fortement avec le magnésium métallique pour former une couche de surface bloquante à la surface du Mg métallique, inhibant les réactions électrochimiques réversibles dans la cellule. Un concept innovant pour résoudre ce problème est le remplacement de l’électrode en Mg métallique par un matériau compatible avec des solvants et solutions électrolytiques présentant de larges fenêtres de stabilité électrochimique. Les composés d’alliages avec le Mg possèdent une stabilité appropriée dans les électrolytes classiques et des potentiels légèrement plus élevés que le Mg métallique pur. Leur capacité est plus faible, mais encore suffisante pour assurer une augmentation substantielle de la capacité des batteries.

Le premier objectif de la thèse est la synthèse de nouveaux alliages binaires ou ternaires nanostructurés offrant des performances supérieures (capacité, rendement coulombique) à l’état de l'art. Le deuxième objectif est la compréhension fondamentale des mécanismes d’insertion/désinsertion des nouveaux composés synthétisés et de leur réactivité vis-à-vis des électrolytes.

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

M2 nanosciences - M2 Energie – M2 Chimie inorganique - Ecole d'ingénieur

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut rayonnement et matière de Saclay
Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l'Energie
Laboratoire d'étude des éléments légers
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/01/2017
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Magali GAUTHIER  

CEA
DRF/IRAMIS/NIMBE/LEEL
NIMBE, CEA, CNRS, Université Paris-Saclay, CEA Saclay 91191 Gif-sur-Yvette France
UMR 3685 CEA/CNRS NIMBE/LEEL
Laboratoire d'Etude des Eléments Légers
Bt 637 Pièce 116 - Point Courrier 127
F-91191 GIF-SUR-YVETTE CEDEX

Téléphone : +33 1 69 08 45 30

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris-Saclay
Interfaces: Approches interdisciplinaires / fondements; applications et innovation
DIRECTEUR DE THÈSE

Hicham KHODJA

CEA
DRF/IRAMIS/NIMBE/LEEL
Hicham Khodja
Laboratoire d'Études des Éléments Légers
DRF/IRAMIS/NIMBE/LEEL & UMR 3685 CEA-CNRS
Point courrier 127
CEA-Saclay
91191 Gif sur Yvette
France
0169086923 (fax)