Modélisation mésoscopique de membranes échangeuses d’ions pour des applications de conversion de l’énergie

La thèse proposée s’inscrit dans le contexte général du développement des véhicules électriques à hydrogène et vise plus particulièrement à améliorer les outils de modélisation et de caractérisation des membranes polymériques utilisées dans les piles à membranes échangeuses de protons (PEMFC, Proton Exchange Membrane Fuel Cell). Dans cette technologie de pile à combustible, on trouve, outre l’anode et la cathode qui sont les sièges de l’oxydation de l’hydrogène et de la réduction de l’oxygène, un électrolyte solide constitué d’un polymère conducteur de cations qui assure le transfert des protons hydratés entre les deux compartiments de la pile. L’objectif de la thèse est de mettre en œuvre des approches de simulation moléculaire, afin de mieux caractériser les propriétés de cette membrane polymère. Il s’agit notamment de mieux identifier le lien entre la structure des électrolytes polymères solides (topologie, réticulation, gonflement…) et les chemins de diffusion. Le travail proposé s’intéressera plus spécifiquement aux membranes perfluorosulfonées. Ces membranes seront modélisées à l’échelle mésoscopique via des simulations de type Dynamique Particulaire Dissipative (DPD). 

Mots clefs: Membranes échangeuses d’ions, Piles à combustible, Dynamique Particulaire Dissipative (DPD)

• Directeur de thèse    Dr., NIETO-DRAGHI, Carlos, IFP Energies nouvelles, carlos.nieto@ifpen.fr, ORCID: 0000-0001-5956-9259
• Ecole doctorale    ED388 Physical & analytical chemistry of Paris
• Encadrant IFPEN    Dr., LACHET Véronique, IFP Energies Nouvelles, veronique.lachet@ifpen.fr, ORCID : 0000-0002-1937-5975
• Localisation du doctorant    IFP Energies nouvelles, Rueil-Malmaison, France
• Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2022
• Employeur    IFP Energies nouvelles, Rueil-Malmaison, France
• Qualifications    Diplôme de Master (M2) recherche en sciences, formation en chimie physique, physique chimique, ingénieur chimiste ou un domaine connexe
• Connaissances linguistique    Bonne maîtrise du français ou de l’anglais indispensable, avec l’envie d’apprendre le français
• Autres qualifications    Les concepts de base de la science des polymères / membranes, les compétences en informatique, en programmation et en simulation moléculaire sont un avantage significatif