Description du sujet de thèse
Domaine
Sciences pour l'ingénieur
Sujets de thèse
Amélioration du rendement faradique des cellules d'électrolyse céramiques protoniques (PCCEL) par l'ingénierie de l'électrolyte et de l'interface électrode-électrolyte
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Les cellules d'électrolyse céramiques protoniques (PCCEL), une variante avancée des cellules d'électrolyse à oxyde solide (SOEC), permettent la production directe d'hydrogène par électrolyse de la vapeur d'eau, en utilisant des électrolytes conducteurs protoniques. Contrairement aux SOEC classiques, qui reposent sur des électrolytes conducteurs d'ions oxygène (O²?), les PCCELs fonctionnent à plus basse température (~400-600?°C contre 750-850?°C pour les SOEC), grâce à une meilleure conductivité protonique. Cette réduction de température permet de limiter la dégradation des matériaux et de diminuer les coûts système. Tandis que la technologie SOEC atteint aujourd'hui un niveau de maturité industrielle, avec des projets à grande échelle en cours de déploiement, le développement des PCCELs reste limité par plusieurs verrous scientifiques. Parmi ceux-ci figurent : la difficulté à densifier les électrolytes (type BaCeO3-BaZrO3) sans volatilisation du baryum lors du frittage à haute température ; le rôle bloquant des joints de grains dans le transport protonique ; et la maîtrise encore imparfaite des interfaces électrode-électrolyte. Cette thèse vise à améliorer le rendement faradique des PCCELs en optimisant la microstructure des électrolytes et la qualité des interfaces via des traitements de surface ciblés. La méthodologie inclut la fabrication de cellules, l'ingénierie des interfaces, et l'évaluation électrochimique. L'objectif final est de proposer des protocoles robustes et reproductibles permettant d'atteindre un rendement faradique supérieur à 95?%, compatibles avec une mise à l'échelle industrielle.
Université / école doctorale
Sciences Chimiques
Université de Strasbourg
Localisation du sujet de thèse
Site
Grenoble
Critères candidat
Formation recommandée
Master en science des matériaux, chimie-physique, électrochimie ou énergie. Compétences en caractérisation de matériaux, céramiques fonctionnelles et techniques électrochimiques souhaitées.
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
CELIKBILEK AGNESE Ozden < e-mail verwijderd om veiligheidsredenen >
CEA
DES/DTNM
0438785433
Tuteur / Responsable de thèse
ZAFEIRATOS Spyridon < e-mail verwijderd om veiligheidsredenen >
Université de Strasbourg
Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé
ICPEES-UMR 7515
CNRS-ECPM-Université de Strasbourg
25, rue Becquerel, F 67087 Strasbourg Cedex 2
FRANCE
03 68 85 27 55
En savoir plus
Domaine
Sciences pour l'ingénieur
Sujets de thèse
Amélioration du rendement faradique des cellules d'électrolyse céramiques protoniques (PCCEL) par l'ingénierie de l'électrolyte et de l'interface électrode-électrolyte
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Les cellules d'électrolyse céramiques protoniques (PCCEL), une variante avancée des cellules d'électrolyse à oxyde solide (SOEC), permettent la production directe d'hydrogène par électrolyse de la vapeur d'eau, en utilisant des électrolytes conducteurs protoniques. Contrairement aux SOEC classiques, qui reposent sur des électrolytes conducteurs d'ions oxygène (O²?), les PCCELs fonctionnent à plus basse température (~400-600?°C contre 750-850?°C pour les SOEC), grâce à une meilleure conductivité protonique. Cette réduction de température permet de limiter la dégradation des matériaux et de diminuer les coûts système. Tandis que la technologie SOEC atteint aujourd'hui un niveau de maturité industrielle, avec des projets à grande échelle en cours de déploiement, le développement des PCCELs reste limité par plusieurs verrous scientifiques. Parmi ceux-ci figurent : la difficulté à densifier les électrolytes (type BaCeO3-BaZrO3) sans volatilisation du baryum lors du frittage à haute température ; le rôle bloquant des joints de grains dans le transport protonique ; et la maîtrise encore imparfaite des interfaces électrode-électrolyte. Cette thèse vise à améliorer le rendement faradique des PCCELs en optimisant la microstructure des électrolytes et la qualité des interfaces via des traitements de surface ciblés. La méthodologie inclut la fabrication de cellules, l'ingénierie des interfaces, et l'évaluation électrochimique. L'objectif final est de proposer des protocoles robustes et reproductibles permettant d'atteindre un rendement faradique supérieur à 95?%, compatibles avec une mise à l'échelle industrielle.
Université / école doctorale
Sciences Chimiques
Université de Strasbourg
Localisation du sujet de thèse
Site
Grenoble
Critères candidat
Formation recommandée
Master en science des matériaux, chimie-physique, électrochimie ou énergie. Compétences en caractérisation de matériaux, céramiques fonctionnelles et techniques électrochimiques souhaitées.
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
CELIKBILEK AGNESE Ozden < e-mail verwijderd om veiligheidsredenen >
CEA
DES/DTNM
0438785433
Tuteur / Responsable de thèse
ZAFEIRATOS Spyridon < e-mail verwijderd om veiligheidsredenen >
Université de Strasbourg
Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé
ICPEES-UMR 7515
CNRS-ECPM-Université de Strasbourg
25, rue Becquerel, F 67087 Strasbourg Cedex 2
FRANCE
03 68 85 27 55
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