Recrutement

Post-doc proposé  à l’UDSMM Janvier 2018.

post-doctoral position – Thermoelectrics Liquids

 

Sujets de thèse proposés  à l’UDSMM pour la rentrée 2017.

L’UDSMM propose plusieurs sujets de thèse à la rentrée 2017.

Pour candidater, il faut passer par l’Ecole Doctorale EDSMRE ou EDSPI  selon les sujets (voir-ci-dessous). Nous invitons les candidats à contacter les responsables du sujet de thèse auparavant.

 

Développement d'Electrodes Innovantes pour Piles à combustible et Electrolyseurs réalisés sur support métallique poreux.

Développement d’Electrodes Innovantes pour Piles à combustible et Electrolyseurs réalisés sur support métallique poreux.

 

DOMAINE DE RECHERCHE

Energie renouvelable, hydrogène

RÉSUMÉ DU SUJET

Les piles à combustible à oxydes solides (PAC-OS) (Solid Oxide Fuel Cell – SOFC) et les électrolyseurs hautes températures (EHT) (Solid Oxide Electrolysor Cell – SOEC) seront intégrées dans nombre de dispositifs futurs pour la production d’énergie ou son stockage sous forme d’hydrogène à condition que l’on diminue leur température de fonctionnement vers 500-600 °C. Nos travaux de recherche portent sur l’étude de matériaux et de cellules permettant un fonctionnement de ces dispositifs SOFC/SOEC dans cette gamme de température intermédiaire (IT-SOFC ; IT-SOEC). C’est un défi majeur pour cette technologie car cela fera diminuer fortement son coût, mais devrait aussi permettre d’augmenter sa durée de vie car des matériaux qui subissent moins de contraintes durent plus longtemps. Leurs performances sont liées aux propriétés microstructurales des électrodes et de l’électrolyte, ainsi qu’aux interactions aux interfaces. La spectroscopie d’impédance est dans ce cas la méthode de choix pour caractériser leur comportement électrochimique. L’objectif du projet DEIPE est de comprendre la réponse des cellules qui est sensible au montage, aux propriétés intrinsèques et dimensionnelles des matériaux, ainsi qu’à leur mise en forme, afin d’orienter le design d’électrodes performantes associées à une structure support à faible coût (anode déposée sur support acier poreux).

Les éléments clefs de l’étude seront l’élaboration de cellules élémentaires (anode/électrolyte/cathode) à microstructure contrôlée et réalisées sur un support en acier poreux, la collecte précise et la modélisation des données. Le traitement de ces données avec des circuits électriques et la compréhension des mécanismes d’électrode, processus à constantes de temps propres fortement couplées, est un challenge. Les microstructures variées (taille des grains, porosité, interface) des différentes couches seront obtenues grâce à plusieurs méthodes d’élaboration : sérigraphie, spin-coating, pulvérisation cathodique et ablation laser ; elles seront caractérisées par microscopies 3D-MEB-FIB. L’entreprise TIBTECH située à Roncq (Nord), spécialisée dans la fabrication de fils et textiles conducteurs pour le transfert d’énergie dans les structures souples et composites, sera impliquée pour la fourniture et le test de structures poreuses en acier. Ces structures seront utilisées pour la réalisation des cellules élémentaires à support métallique poreux d’anode, ainsi que pour des collecteurs de courant en acier inoxydable, ceci dans le but de réaliser des cellules SOFC faible coût.

PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Ecole Doctorale Sciences de la Matière du Rayonnement et de l’Environnement (104)

FASQUELLE Didier (Directeur de thèse)

Téléphone : (+33) 03.21.46.57.68

Email : Didier.Fasquelle@univ-littoral.fr

 

 

Matériaux hybrides à base de graphène et de cristaux liquides : élaboration, caractérisation et applications aux cellules solaires organiques

Matériaux hybrides à base de graphène et de cristaux liquides : élaboration, caractérisation et applications aux cellules solaires organiques

Le travail de thèse proposé concerne l’étude, la réalisation et l’optimisation de cellules solaires à base de matériaux hybrides graphène/cristaux liquides et graphène/polymère conjugué/cristaux liquides pour des applications dans le domaine de l’énergie. La motivation est d’utiliser les propriétés d’auto-organisation des cristaux liquides pour structurer, orienter des feuilles de graphène ce qui devrait d’améliorer les performances des dispositifs.

Le travail comprendra l’élaboration et la caractérisation des matériaux hybrides,  la réalisation et la caractérisation de cellules solaires à base de ces matériaux.

D’autres applications du graphène sont envisagées : électrodes, batteries.

PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Ecole Doctorale Sciences de la Matière du Rayonnement et de l’Environnement (104)

Christian Legrand (Directeur de thèse)

Téléphone : (+33) 03.21.46.57.79

Email : legrand@univ-littoral.fr

 

Matériaux à base de graphène déposés par « Electrospray » : applications aux électrodes des cellules solaires organiques.

Matériaux à base de graphène déposés par « Electrospray » : applications aux électrodes des cellules solaires organiques.

Le sujet de recherche proposé concerne le dépôt d’oxyde de graphène par la méthode de pulvérisation électrohydrodynamique dite «Electrospraying » pour des applications en tant qu’électrodes dans des dispositifs de visualisation et photovoltaïques. A notre connaissance, cette technique de dépôt n’a pas été appliqué au graphène. L’objectif est d’obtenir des films conducteurs et transparents notamment sur des substrats de verre. Le travail comprendra la mise au point de la technique de dépôt appliquée au graphène, la réalisation de films, l’utilisation de ces films en tant qu’électrodes dans des dispositifs.

PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Ecole Doctorale Sciences de la Matière du Rayonnement et de l’Environnement (104)

Thèse AUF/CNRS Libanais / Université Libanaise : réservée aux étudiants libanais

Rédouane Douali (Directeur de thèse)

Téléphone : (+33) 03.21.46.36.12

Email : redouane.douali@univ-littoral.fr

Doumit Zaouk, Unité « Laboratoire de Physique Appliquée », Université Libanaise,  Faculté des Sciences II , Campus Fanar (co-directeur de thèse)

Telephone : 961(0) 1 680 248/9 ext. 1506, doumitzaouk@ul.edu.lb

Email : doumitzaouk@ul.edu.lb

 

Développement d’une nouvelle génération de dispositifs photo-thermoélectriques à partir de matériaux nanocomposites à base de carbone

Développement d’une nouvelle génération de dispositifs photo-thermoélectriques à partir de matériaux nanocomposites à base de carbone

Résumé du sujet :

L’objectif de ce projet est de développer un matériau thermoélectrique non polluant à base d’oxycarbures de silicium obtenu à partir de la conversion thermique de polymères hybride organique-inorganique. Nos tests préliminaires effectués sur un matériau issu de la pyrolyse d’un polysiloxane, montrent des résultats prometteurs à T=300 K. Pour relever le défi d’accroître le facteur de mérite ZT, notre approche consiste à comprendre le rôle de l’architecture du précurseur, sa composition chimique, ainsi que le procédé thermochimique sur la microstructure finale du matériau dont dépendent les propriétés physiques. Le but final du projet est la réalisation d’un capteur innovant adapté aux applications en thermoélectricité et en calorimétrie. Ce type de capteur offrirait également l’opportunité d’étudier les propriétés thermo-physiques de milieux de type matière molle par simple contact avec le matériau thermoélectrique.

Abstract:

The aim of this project is to develop environmental-friendly thermoelectric materials based on silicon oxycarbide obtained from the thermal conversion of organic-Inorganic hybrid polymers. Our preliminary tests were carried out on a material issued from pyrolysis of a polysiloxane precursor and the results have shown that the residue materials have promising thermo electrical features at 300K. Our approach for tackling the challenge of increasing the thermoelectric figure of merit is focused on a better understanding of the role of polymer’s architecture, its chemical composition, and the thermo-chemical process on the final microstructure of material that determine physical properties. The long-term objective is to design and fabricate an innovative sensor that is suited for thermoelectric applications and calorimetry. This type of sensor offers new possibility to easily study thermal physical properties of media as soft matter, just by simple contact with the TE material.

Information:

This project has a multi-disciplinary character, with the vision to ultimately incorporate the whole development chain from synthesis  of  polymers  and  material  design,  to  THz  application,  through  microstructural  and  physical  characterization.  To this end, the expertise available at the EPIPHY group will be reinforced by the collaboration with other groups: Photonics THZ group (IEMN) and the University of Dunkerque.

The successful candidate will: Fabricate, characterize and optimize thermal processes. Investigate the materials at different scale using microscopic and spectroscopic   techniques   to   establish   the   property-structure   relationships.   Develop   novel   imaging   techniques   to characterize the thermal/electrical properties of materials.

Elegibility

Essential: MSc or equivalent in Materials Science, Physics, Chemistry, Nanotechnology or Physical/Chemical engineering.

Essential: Fluency and clarity in spoken English/French. Good written English/French. Desirable: Experience with sol-gel processing, spectroscopy, electrical and thermal measurements

PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Thèse de l’Ecole Doctoral Sciences pour l’Ingénieur Lille Nord-de-France (072)

Dr. D. Hourlier (djamila.hourlier@iemn.univ-lille1.fr) (IEMN)

Dr. Michael Depriester (Michael.Depriester@univ-littoral.fr) (UDSMM)