Description du sujet de thèse
Domaine
Défis technologiques
Sujets de thèse
Développement des accumulateurs zinc sodium-ion aqueux pour stockage stationnaire des énergies renouvelables
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Dans un contexte mondial de déploiement massif d'énergies renouvelables, la production et son stockage deviennent de plus en plus indissociables. Les systèmes de stockage électrochimique sous forme de batteries (BESS) suivent actuellement une forte croissance sur le marché. Ces systèmes diffèrent radicalement de la mobilité électrique par leur différences concernant leurs spécificités (coût, sécurité, durabilité). Face aux limites des batteries Li-ion (risques d'incendie, criticité du lithium et du cobalt, coûts de production), la technologie aqueuse zinc / sodium-ion présente une alternative de rupture. Basée sur des matériaux abondants, non toxiques et intrinsèquement sûrs, elle offre un potentiel unique pour le stockage de longue durée à faible impact environnemental.
La filière des accumulateurs au zinc se heurte à des verrous scientifiques limitants la réversibilité et la durée de vie en cyclage, notamment la formation de dendrites de zinc et l'instabilité de la cathode. Ce projet de thèse propose de surmonter ces obstacles par une stratégie de recherche et développement des électrodes innovantes basées sur la transformation réversible de zinc en phosphate de zinc en milieu de phosphate de sodium aqueux. Ce choix d'électrolyte permet l'utilisation des électrodes positives de type sodium-ion ainsi que des séparateurs " AGM " (absorptive glass mat) développés notamment pour les batteries Plomb.
Les travaux de la thèse se focalisèrent sur des études électrochimiques expérimentales combinées à une modélisation multiphysique du système à l'échelle " cellule ", prenant en compte la thermodynamique et la cinétique des réactions incluses. Cette approche permettra d'explorer rapidement un vaste espace de conception pour identifier les conditions permettant une mise en échelle et un transfert vers l'industrie répondant aux impératifs de souveraineté énergétique et d'économie circulaire.
Université / école doctorale
Ingénierie - Matériaux - Environnement - Energétique - Procédés - Production (IMEP2)
Université Grenoble Alpes
Localisation du sujet de thèse
Site
Grenoble
Critères candidat
Formation recommandée
electrochimie, chimie des materiex
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
KIRCHEV Angel < email deleted for security reasons >
CEA
DRT/DTS//L2SA
Institut Nationale de l'Energie Solaire
50 av. de Lac Leman
73375 Le Bourget du Lac
0479792186
Tuteur / Responsable de thèse
KIRCHEV Angel < email deleted for security reasons >
CEA
DRT/DTS//L2SA
Institut Nationale de l'Energie Solaire
50 av. de Lac Leman
73375 Le Bourget du Lac
0479792186
En savoir plus
https://liten.cea.fr/cea-tech/liten/Pages/CEA-Liten/HDR/KIRCHEV-Angel.aspx
Domaine
Défis technologiques
Sujets de thèse
Développement des accumulateurs zinc sodium-ion aqueux pour stockage stationnaire des énergies renouvelables
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Dans un contexte mondial de déploiement massif d'énergies renouvelables, la production et son stockage deviennent de plus en plus indissociables. Les systèmes de stockage électrochimique sous forme de batteries (BESS) suivent actuellement une forte croissance sur le marché. Ces systèmes diffèrent radicalement de la mobilité électrique par leur différences concernant leurs spécificités (coût, sécurité, durabilité). Face aux limites des batteries Li-ion (risques d'incendie, criticité du lithium et du cobalt, coûts de production), la technologie aqueuse zinc / sodium-ion présente une alternative de rupture. Basée sur des matériaux abondants, non toxiques et intrinsèquement sûrs, elle offre un potentiel unique pour le stockage de longue durée à faible impact environnemental.
La filière des accumulateurs au zinc se heurte à des verrous scientifiques limitants la réversibilité et la durée de vie en cyclage, notamment la formation de dendrites de zinc et l'instabilité de la cathode. Ce projet de thèse propose de surmonter ces obstacles par une stratégie de recherche et développement des électrodes innovantes basées sur la transformation réversible de zinc en phosphate de zinc en milieu de phosphate de sodium aqueux. Ce choix d'électrolyte permet l'utilisation des électrodes positives de type sodium-ion ainsi que des séparateurs " AGM " (absorptive glass mat) développés notamment pour les batteries Plomb.
Les travaux de la thèse se focalisèrent sur des études électrochimiques expérimentales combinées à une modélisation multiphysique du système à l'échelle " cellule ", prenant en compte la thermodynamique et la cinétique des réactions incluses. Cette approche permettra d'explorer rapidement un vaste espace de conception pour identifier les conditions permettant une mise en échelle et un transfert vers l'industrie répondant aux impératifs de souveraineté énergétique et d'économie circulaire.
Université / école doctorale
Ingénierie - Matériaux - Environnement - Energétique - Procédés - Production (IMEP2)
Université Grenoble Alpes
Localisation du sujet de thèse
Site
Grenoble
Critères candidat
Formation recommandée
electrochimie, chimie des materiex
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
KIRCHEV Angel < email deleted for security reasons >
CEA
DRT/DTS//L2SA
Institut Nationale de l'Energie Solaire
50 av. de Lac Leman
73375 Le Bourget du Lac
0479792186
Tuteur / Responsable de thèse
KIRCHEV Angel < email deleted for security reasons >
CEA
DRT/DTS//L2SA
Institut Nationale de l'Energie Solaire
50 av. de Lac Leman
73375 Le Bourget du Lac
0479792186
En savoir plus
https://liten.cea.fr/cea-tech/liten/Pages/CEA-Liten/HDR/KIRCHEV-Angel.aspx
