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Programme de stages

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8 proposition(s).

Etude expérimentale et modélisation des performances de cellules à oxyde solide

DTBS

Chimie - Chimie

Grenoble

Rhône-Alpes

6 mois

Electrochimie, hydrogène ou énergie

7773

Les candidatures doivent être adressées par email et sous forme d'un CV et d'une lettre de motivation détaillant les compétences à :
CEA Grenoble

17 rue des martyrs
38054 Grenoble
e-mail : jerome.aicart@cea.fr

Missions : Un empilement (ou stack) de cellules électrochimiques à oxyde solide SOC présente l’intérêt majeur d’un  fonctionnement réversible. L’architecture fluidique de sa conception et les performances des cellules qui le composent autorisent la production (i) d’électricité en mode pile à combustible, (ii) d’hydrogène en mode électrolyseur, avec des rendements élevés et comparables. En mode pile le dispositif peut être alimenté en hydrogène ou en gaz naturel. Dans tous les modes de fonctionnement, l’installation d’une boucle de recirculation réinjectant en entrée de stack une fraction du flux de gaz sortant améliore généralement le rendement. Le taux de recirculation optimal dépend de l’ensemble des paramètres opérationnels : débits, composition, température, courant et tension de stack. Poursuivant son approche expérimentale couplée à de la modélisation, Le Laboratoire des Technologies d’Hydrogène (LTH) souhaite développer un modèle représentatif des compositions gazeuses particulières aux boucles de recirculation. Le sujet de stage proposé, à composante expérimentale forte, s’articulera autour des objectifs suivants : - Dans un premier temps, une étude expérimentale, paramétrée en températures, compositions gazeuses, courants, et débits, sera menée à l’échelle d’une mono-cellule. L’expérimentation s’appuiera sur des mesures de courbes de polarisation, de mesures de spectroscopie d’impédance électrochimique (SIE) et d’analyse de compositions gazeuses par chromatographie phase gazeuse (µGC). Cette étude devra couvrir l’ensemble des modes de fonctionnement (SOEC, SOFC-H2, SOFC-CH4) et fournir les données expérimentales nécessaires aux modèles. - Dans un deuxième temps, le modèle des interactions électrochimiques à l’échelle de la cellule sera adapté pour assurer la meilleure  représentativité des calculs vis-à-vis des mesures, puis utilisé pour interpoler le domaine d’étude. Les simulations seront comparées aux mesures effectuées sur un empilement réel de 25 cellules. Vous recherchez un stage ingénieur de 6 mois. Vous êtes autonome, avez l’esprit pratique et une attirance pour l’expérimentation. Vous avez une bonne maitrise de l’Anglais scientifique et idéalement des connaissances en modélisation. Vous êtes potentiellement intéressé par une poursuite en thèse en lien direct avec la transition énergétique. Envoyez vos CV et éléments de motivation à l’adresse suivante : jerome.aicart@cea.fr (Jérôme Aicart, PhD,  CEA Grenoble 17 rue des Martyrs 38054 Grenoble) Pour postuler, merci d'envoyer CV + LM à : jerome.aicart@cea.fr

Le but est d'étudier différents matériaux et procédés d'encapsulation pour améliorer la durée de vie des cellules solaires pérovskites.

DTS

Chimie - Chimie

Grenoble

Rhône-Alpes

6 mois

7764

Les candidatures doivent être adressées par email et sous forme d'un CV et d'une lettre de motivation détaillant les compétences à :
CEA Grenoble

17 rue des martyrs
38054 Grenoble
e-mail : muriel.matheron@cea.fr

  Le premier objectif est de déterminer et minimiser l’impact de différents matériaux et procédés d’encapsulation sur les performances des cellules solaires pérovskites. Plusieurs voies sont étudiées au laboratoire : - encapsulation par lamination sous vide et à chaud de matériaux thermoplastiques - encapsulation par dispense d’adhésifs liquides ou d’adhésifs sensibles à la pression - dépôt direct de couches de planarisation et de couches barrières aux gaz. On étudiera ensuite le vieillissement de ces dispositifs dans des conditions accélérées, notamment en présence de forts taux d’humidité (85°C et 85% HR). Les expériences seront menées sur des cellules et modules fabriqués au laboratoire. Des caractérisations avancées des dispositifs pérovskites et des matériaux d’encapsulation seront mises en œuvre afin d’identifier les principaux mécanismes de dégradation et apporter des pistes d’amélioration (design des dispositifs pérovskites ou de l’encapsulation). Pour postuler, merci d'envoyer CV + LM à : muriel.matheron@cea.fr

Modélisation physico-chimique (et éventuellement numérique) du transfert de matière dans un réacteur CO2,sc

DTNM

Chimie - Chimie

Grenoble

Rhône-Alpes

6 mois

7644

Les candidatures doivent être adressées par email et sous forme d'un CV et d'une lettre de motivation détaillant les compétences à :
CEA Grenoble

17 rue des martyrs
38054 Grenoble
e-mail : olivier.lebaigue@cea.fr

Missions : Étudier la fluidique et les transferts de masse associés à la technique d’imprégnation sous CO2 supercritique mise en œuvre dans nos équipements (en batch  ou avec recirculation). Établir les flux des espèces chimiques d’intérêt au sein du fluide et des matériaux à imprégner. Travail de modélisation fluidique qui intégrera un module de prise en compte des phénomènes de solubilisation d’espèces chimiques, des phénomènes de transport d’espèces chimiques au sein de nos équipements et d’améliorer la connaissance de leur interaction avec les échantillons à traiter. In fine, cette connaissance nous permettra de mieux faire le lien entre les conditions de procédé et les propriétés des matériaux obtenus à l’issu des traitements. Validation expérimentale des modèles développés, notamment la mise en place d’outils de caractérisation dédiés, comme la spectroscopie Raman in-situ. Des plans d’expériences seront alors conduits sur des traitements ciblés afin de valider la bonne concordance entre les résultats des modèles et des mesures expérimentales. Pour postuler, merci d'envoyer CV + LM à : olivier.lebaigue@cea.fr

Analyse de dégradations locales subies dans une pile à combustible à Membrane Echangeuse de Protons: mesures électrochimiques et microstructure

DEHT

Chimie - Chimie

Grenoble

Rhône-Alpes

6 mois

Electrochimie, Caractérisations physico-chimiques

7523

Les candidatures doivent être adressées par email et sous forme d'un CV et d'une lettre de motivation détaillant les compétences à :
CEA Grenoble

17 rue des martyrs
38054 Grenoble
e-mail : sylvie.escribano@cea.fr

Missions : Contexte - La filière hydrogène avec la pile à combustible à membrane échangeuse de proton (PEM Fuel Cell) est une voie prometteuse de production d'énergie. Atteindre les cibles de durabilité indispensable à leur déploiement impose d'améliorer la compréhension des mécanismes de dégradation. Les analyses électrochimiques et physico-chimiques locales du vieillissement des Assemblage-Membrane-Electrodes (AME) permettent d'identifier, de localiser et de quantifier les dégradations observées en empilement de puissance. Sujet - L'objectif majeur de ce stage sera d'appliquer cette méthodologie d’analyses post-mortem sur différents AME vieillis et d’établir le lien avec l’évolution des hétérogénéités lors du vieillissement dans différentes types de conditions opératoires : i) impact à long-terme de la stratégie de fonctionnement par « air starvation » et ii) impact du combustible H2 pur vs. H2 reformé ou pollué). Enfin, un aspect complémentaire consistera à regarder plus en détails la dégradation de la couche catalytique seule (3 couches « CCM ») et/ou de la GDL seule pour confirmer l’origine de la perte locale d’hydrophobie constatée lors de différents tests de vieillissement. Pour cela, il s’agira donc : - d'analyser les données issues du test de durabilité et des différentes techniques de caractérisations électrochimiques au niveau de l’empilement complet (courbe de polarisation, spectroscopie d’impédance électrochimie, mesures de surface active, cartographies locales de courant/température type S++®),  - de réaliser les caractérisations électrochimiques ex-situ, dans une pile monocellule de petite surface (2cm²) sur les échantillons d'AME vieillis sélectionnés dans différentes zones d'intérêt (et comparés à des échantillons neufs). - d’observer la microstructure des échantillons vieillis par microscopie électronique. Le couplage de ces analyses à différentes échelles permettront de déterminer en quoi la dégradation est liée aux conditions locales (différences de température, d'humidité, de compositions en gaz) et comment les différents composants de l’AME sont affectés (propriétés des matériaux des couches catalytiques, de la membrane et/ou de la GDL). Ces résultats pourront en outre être confrontés à des résultats de modélisation pour conclure sur les mécanismes locaux mis en jeu et pour améliorer nos outils de simulation. En outre, ces travaux pourront être exploités en vue de l’optimisation des AME (adaptation de la composition, texturation locale) en termes de performances et de durabilité en lien avec les conditions de fonctionnement des systèmes PEMFC. Pour postuler, merci d'envoyer CV + LM à : sylvie.escribano@cea.fr

Etude du recyclage des panneaux photovoltaïques de seconde génération H/F

DTNM

Chimie - Chimie

Grenoble

Rhône-Alpes

6 mois

7478

Les candidatures doivent être adressées par email et sous forme d'un CV et d'une lettre de motivation détaillant les compétences à :
CEA Grenoble

17 rue des martyrs
38054 Grenoble
e-mail : emmanuel.billy@cea.fr

 Le développement économique de sources d’électricité nouvelles (Pile à combustible), batteries et dispositif de type photovoltaïque (PV) nécessite de considérer leurs fins de vie. Les panneaux photovoltaïques ne dérogent pas à la règle. Entrée en vigueur en août 2012, la nouvelle directive sur les déchets d'équipements électriques et électroniques (DEEE) étend l'obligation en Europe de collecte et de recyclage des panneaux photovoltaïques à partir de 2018. PV Cycle table sur 130 000 tonnes de panneaux à traiter d'ici 2030. Le recyclage des PV est devenu une préoccupation des industriels du secteur solaire, avec l'arrivée en fin de vie de la première génération de panneaux photovoltaïques de technologie cristalline. Des procédés commencent à voir le jour, pour la première génération de panneaux, mais trop peu pour la seconde génération de PV. Le stage propose d’investiguer des voies de traitements hydrométallurgiques pour le recyclage et la valorisation des éléments métalliques présents dans les PV de seoncde génération. Le projet de stage vise à définir un schéma de traitement qui permette la mise en solution et la récupération des éléments métalliques. Les aspects cinétiques et économiques devront être pris en compte pour satisfaire à l’équilibre économique d’un procédé industriel. Pour cela, la phase expérimentale sera précédée d’une étude bibliographique pour identifier les voies les plus pertinentes. Une seconde partie traitera de la mise en solution des métaux en milieu aqueux. Enfin, une dernière partie s’intéressera à la récupération des espèces en solution par les techniques conventionnelles de séparation telle que la précipitation. En fin de stage un bilan sera effectué afin d’évaluer l’efficacité du procédé (pureté des éléments, nombres d’étapes,…). Pour postuler, merci d'envoyer CV + LM à : emmanuel.billy@cea.fr

Electrolytes "Water in salt " et hyperconcentrés

DEHT

Chimie - Chimie

Grenoble

Rhône-Alpes

5 mois

Chimie, Electrochimie

7253

Les candidatures doivent être adressées par email et sous forme d'un CV et d'une lettre de motivation détaillant les compétences à :
CEA Grenoble

17 rue des martyrs
38054 Grenoble
e-mail : jean-frederic.martin@cea.fr

Missions : Le stockage électrochimique est une des technologie clé de ce début du XXIeme siecle. Il est au cœur de toutes les industries en fort développement (mobilité, électronique nomade, énergies renouvelables…) et est ainsi un préoccupation scientifique majeure. Dans ce domaine, les accumulateurs lithium-ion sont aujourd’hui les systèmes les plus aboutis mais ces derniers se heurtent encore à un certain nombre de verrous dont les plus importants sont liés aux électrolytes liquides utilisés qui limitent leurs performances (fenêtre électrochimique limitée, passivation des électrodes négatives) et leur sécurité (inflammabilité). La recherche de solutions s’axe aujourd’hui beaucoup sur l’utilisation d’électrolytes solides (céramiques ou polymères) mais un certain nombre de chercheurs abordent également l’utilisation de mélanges « solvent in salt » qui utilisent des électrolytes extrêmement concentrés en sels de lithium et offrant des propriétés nouvelles. Il est même possible, par cette voie, d’utiliser l’eau comme solvant ou co-solvant en remplacement des solvants organiques habituels (voir par exemple Joule 2, 927–937, May 16, 2018). Le stage proposé, au sein des laboratoires du CEA Grenoble, va permettre d’éprouver cette voie en tentant de la mettre en œuvre sur différents systèmes électrochimiques dans différentes conditions expérimentales. Il s’agira essentiellement d’appliquer des techniques d’électrochimie (voltamétrie cyclique, cyclage galvanostatique, impédance) pour démontrer l’intérêt de ces solutions et soulever les difficultés et les adaptations qu’elles entraînent. Pour postuler, merci d'envoyer CV + LM à : jean-frederic.martin@cea.fr

Evaluation des structures hybrides organiques-inorganiques de type « Metal-Organic Frameworks » (MOFs) comme précurseurs pour les batteries Li-ion

DEHT

Chimie - Chimie

Grenoble

Rhône-Alpes

5 mois

Chimie

7248

Les candidatures doivent être adressées par email et sous forme d'un CV et d'une lettre de motivation détaillant les compétences à :
CEA Grenoble

17 rue des martyrs
38054 Grenoble
e-mail : david.peralta@cea.fr

Missions : Depuis une dizaine d'année, de nouveaux matériaux hybrides font l’objet d’un intérêt croissant. Ces solides communément appelés « Metal-Organic Frameworks ou MOFs » sont constitués d’un assemblage d’unités inorganiques et d’entités organiques également appelées ligands. De par leur structures poreuses, ces matériaux hybrides ont été grandement étudiés pour des applications de types adsorptions et catalyses. Cependant depuis quelques années, certains auteurs commencent à s’intéresser aux MOFs pour des applications en électrochimie. Nous proposons au cours de ce stage d’évaluer les MOFs comme nouveaux précurseurs pour la synthèse de matériau de cathode. Afin de diminuer le prix de production de ces matériaux, un nouveau type de synthèse sera optimisé. En fin de stage, une étude technico-économique permettra d’évaluer la pertinence du procédé en rapport de ce qui existe déjà. Pour postuler, merci d'envoyer CV + LM à : david.peralta@cea.fr

Croissance en solution de monocristaux de Pérovskites pour la photodétection

DTNM

Chimie - Chimie

Grenoble

Rhône-Alpes

6 mois

Bac+5 – Diplôme Ecole d'ingénieurs

7225

Les candidatures doivent être adressées par email et sous forme d'un CV et d'une lettre de motivation détaillant les compétences à :
CEA Grenoble

17 rue des martyrs
38054 Grenoble
e-mail : jean-marie.verilhac@cea.fr

 I. Contexte Le CEA Liten travaille depuis plus de 10ans dans le domaine de l’électronique imprimée dont l’objectif est la réalisation de dispositifs électroniques (transistors à effet de champ, mémoires) et opto-electroniques (diodes électroluminescentes, photodétecteurs) à partir de matériaux conducteurs, semi-conducteurs, et isolants imprimables à partir d’encres. Parmi les matériaux semi-conducteurs, les pérovskites hybrides (organique et inorganique) connaissent un fort engouement de la part de la communauté scientifique et industrielle, notamment pour leur potentiel d’utilisation dans les cellules solaires. Il apparait également que ces matériaux possèdent des propriétés électro-optiques uniques qui les rendent particulièrement bien appropriées pour la réalisation de photodétecteurs visibles ou pour la détection des rayons X. Le stage proposé s’inscrit dans ce contexte qui est actuellement en pleine essor et à fortes valeurs applicatives. II. Objectif du stage : Certaines pérovskites ont la particularité d’une part de pouvoir être mise en œuvre par voie liquide dans des solvants, et d’autre part de présenter de hauts niveaux d’organisation sous forme cristallines. Le contrôle de la cristallinité des couches est donc un prérequis pour l’obtention des bonnes performances électriques et optiques. Ainsi, dans le cadre du stage, le stagiaire aura en charge la croissance en solution et la caractérisation de monocristaux de pérovskites qui font figures de matériaux modèles. Pour cela, une structure chimique de pérovskite sera sélectionnée. Le stagiaire mettra en place un banc de croissance dédié, identifiera le solvant le plus approprié pour la croissance, tracera la courbe de solubilité en fonction de la température, et fera croitre des cristaux de tailles millimétriques. Ces cristaux seront ensuite caractérisés par différentes techniques dont la diffraction des rayons X. Suivant l’avancement des travaux, les monocristaux de pérovskites ainsi réalisées pourront être intégrés dans des dispositifs photodétecteurs afin de remonter aux performances intrinsèques du matériau. Ce sujet s’adresse à un candidat rigoureux, dynamique, et ayant le gout du travail expérimental varié allant de la mise en œuvre des matériaux à leurs caractérisations physico-chimiques. Pour postuler, merci d'envoyer CV + LM à : verilhacjm@cea.fr

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