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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-21-0413

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

Compréhension fondamentale et développement d'électrolytes aqueux concentrés pour les batteries Mg

RÉSUMÉ DU SUJET

Il a longtemps été admis que les batteries aqueuses étaient limitées par la fenêtre de stabilité de l'eau (1,23 V), mais ce n'est plus le cas grâce aux électrolytes aqueux concentrés en sels (WISEs). Ce concept, impliquant des solutions aqueuses hautement concentrées, a conduit à une forte augmentation de la fenêtre de potentiel des batteries aqueuses au lithium. Elle s'explique principalement par l'absence de molécules d'eau libres et par le rôle crucial de l'interface basée sur l’anion du sel. Alors que les WISEs ouvrent la voie à des systèmes durables, ces solutions utilisent des sels coûteux et toxiques. Le magnésium et les sels associés sont une alternative intéressante : plus sûr, moins cher, plus abondant que le lithium et porteur de deux électrons. Pourtant, la seule batterie Mg aqueuse à base de WISEs reportée dans la littérature n'améliore que légèrement la fenêtre de potentiel à 2 V, sans une compréhension claire des mécanismes en jeu. Rationaliser la réactivité des solutions aqueuses concentrées en sels au niveau fondamental est essentiel pour concevoir des stratégies efficaces pour augmenter la fenêtre de potentiel des batteries aqueuses au Mg.

La thèse consistera d'une part en une approche de compréhension de ces phénomènes incluant des expériences originales telles que la radiolyse et la spectroscopie d’absorption des rayons X par rayonnement synchrotron, ainsi que le développement de solutions d'électrolytes innovantes.

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

chimie analytique, électrochimie

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 : 01/10/2021
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Magali GAUTHIER  

CEA
DRF/IRAMIS/NIMBE/LEEL
Bat 637, pe 3
91191 Gif sur Yvette

Téléphone : +33 1 69 08 45 30

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris-Saclay
Sciences Chimiques: Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes (2MIB)
DIRECTEUR DE THÈSE

Sophie LE CAER

CNRS
DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS
DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS
Bât.546
CEA Saclay
91191 GIf/Yvette