Doctorant pour l'étude de la réduction de CO₂ en sels fondus MIE (H/F)

Présentation du projet
Optimisation des conditions d’électrolyse du CO₂ en sels fondus pour la production de carbone destiné aux matériaux de construction.
La valorisation du dioxyde de carbone constitue un enjeu majeur pour la décarbonation de l’industrie. Parmi les voies envisagées, l’électrolyse du CO₂ dans des sels fondus permet de convertir directement le CO₂ en carbone solide. Cette approche présente un double intérêt : réduire les émissions de CO₂ et produire un matériau carboné susceptible d’être valorisé dans des applications industrielles.

L’objectif de cette thèse financée par MERCASTO est de comprendre et d’optimiser les mécanismes
électrochimiques conduisant à la réduction du CO₂ et à la formation de carbone en milieu sels fondus. Le travail portera notamment sur l’influence de la composition du bain électrolytique, de la température, du potentiel ou de la densité de courant, ainsi que de la nature et de la morphologie des électrodes.
Une attention particulière sera portée aux mécanismes de nucléation et de croissance du carbone afin de contrôler sa
structure, sa morphologie, sa granulométrie, sa surface spécifique et ses propriétés physico-chimiques.
La synthèse sera orientée de façon à produire un carbone pouvant être utilisé comme **renfort ou charge
fonctionnelle dans les matériaux de construction**. L’objectif sera d’identifier les conditions d’électrolyse permettant
d’obtenir des carbones présentant des propriétés compatibles avec leur incorporation dans des matrices cimentaires, minérales ou composites. Les relations entre conditions opératoires, structure du carbone produit et performances
dans les matériaux seront étudiées.
Le travail cherchera notamment à déterminer dans quelle mesure ces carbones peuvent contribuer à améliorer certaines propriétés des matériaux, telles que les propriétés mécaniques, la durabilité, les propriétés électriques ou
thermiques, tout en permettant de diminuer leur empreinte environnementale.
La thèse visera également à optimiser les performances globales du procédé : rendement faradique, consommation
énergétique, cinétique de conversion du CO₂, stabilité des électrodes, récupération du carbone produit et reproductibilité du procédé.
L’objectif final est de développer une voie intégrée allant de la **conversion électrochimique du CO₂** jusqu’à la **production d’un carbone présentant des propriétés adaptées à une utilisation dans des matériaux de construction**, dans une logique de décarbonation industrielle, d’économie circulaire et de valorisation du CO₂ comme ressource.

Profil recherché :
Diplômes et profil requis
Bac +5
Compétences recherchées
• Electrochimie
• Rhéologie
Profil requis
• curiosité, ouverture d’esprit, créativité, envie d’apprendre de nouvelles choses et de s’améliorer
• volonté de se lancer dans l’aventure entrepreneuriale au long terme
• enthousiasme, dynamisme
• souplesse, adaptabilité
• esprit d’équipe
• autonomie et force de propositions
• efficacité de prévision et d’exécution

L'employeur :
L’ESPCI Paris – PSL (École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris) est une école d’ingénieurs généraliste qui forme, depuis 1882, des ingénieurs de rupture, adaptables et créatifs, dotés d’un solide bagage théorique et expérimental, conscients des enjeux de la société.
Elle est intégrée à un centre de recherche reconnu internationalement en physique, chimie et biologie (500
publications par an). Elle est connue pour sa capacité à transformer les connaissances issues de la recherche fondamentale en innovations de rupture (2 brevets par mois, 3 start-up par an).

Distinguée par 6 Prix Nobel, elle accueille 400 élèves-ingénieurs, 530 chercheurs (dont 250 doctorants et 100 post-doctorants) dans 10 unités mixtes de recherche et environ 100 agents des fonctions support de la recherche et de l’enseignement.
Depuis sa création, l’ESPCI n’a cessé de mobiliser ses forces et compétences au service de sujets sociétaux majeurs et de défendre l’importance de la science au service de la société.
L’environnement, la solidarité, la santé, l’accès et l’ouverture au savoir sont des enjeux que l’ESPCI s’est engagée à prendre en compte dans son quotidien tout en contribuant à les faire avancer.
L’ESPCI défend l’égalité des chances et promeut la diversité sociale. Elle encourage et valorise l’engagement, notamment associatif, de ses étudiants.
Descriptif du service
Présentation de l’équipe MIE du laboratoire CBI
L’équipe MIE s’intéresse à la compréhension des mécanismes mis en jeu lors de la fabrication de matériaux. Une activité importante est dédiée à l’étude du comportement des fluides complexes sous écoulement, sous confinement, aux instabilités se produisant lors de la filmification ou de l’extrusion.
L’équipe utilise ces compétences pour dessiner de nouveaux matériaux pour l’énergie. Le sujet principal d’étude concerne la récupération de l’énergie stockée dans les gradients salins, les vibrations, les gradients thermiques en vue d’alimenter des dispositifs électroniques. Les principaux axes de recherches portent sur la mise au point de matériaux électrostrictifs, piezoéléctriques, triboéléctriques, d’électrodes pour batteries et sur l’étude de l’énergie osmotique.
L’équipe travaille sur la compréhension des mécanismes physiques mis en jeu au niveau fondamental tout comme
sur la réalisation de dispositifs.
Pour en savoir plus : lien vers le site web
Rattachement du poste
Le poste est rattaché à la Directrice du laboratoire Matériaux Innovant pour l’Energie.