LPPI

Synthèse et caractérisation des composites à base du Poly(HIPE)

Période: Janvier-Juillet 2021

Dans le cadre de l’ouverture d’un laboratoire international associé (SENERGYLAB) entre CY Cergy Paris Université et l’Université du Cap Occidental (Afrique du Sud), ce stage de Master 2 a pour objectif d’apporter une contribution préliminaire sur l’élaboration des matériaux multifonctionnels à partir des réseaux de polymères macroporeux par polymérisation en émulsion concentrée (PolyHIPE) pour des applications dans le domaine des supercondensateurs.

Contact:

Pierre – Henri AUBERT: pierre-henri.aubert@cyu.fr (pierre-henri.aubert @ cyu.fr))

Cedric VANCAEYZEELE: cedric.vancaeyzeele @ cyu.fr

Thuan PHAM: thuan-nguyen.pham-truong@cyu.fr

 

Sujet:

Dans un contexte socio-économique très dépendant des systèmes de stockage de l’énergie (ordinateur portable, téléphone portable, voiture électrique, etc.), des recherches sont actuellement menées pour en développer de plus performants. Les supercondensateurs électrochimiques (SCs) permettent, par exemple, de charger des appareils plus rapidement ou d’avoir une puissance élevée pour pouvoir raccourcir le temps de démarrage. De manière générale, les SCs fonctionnent par un déplacement « instantané » des ions induisant la formation d’une double couche électrostatique (EDL) à la surface de l’électrode en présence d’un champ électrique. Par conséquent, il est crucial de créer un maximum de surface accessible pour élargir cette EDL et ainsi augmenter la capacité de stockage. Dans cette optique, les matériaux poreux deviennent intéressants puisqu’ils possèdent des surfaces spécifiques élevées.


Ce sujet a pour objectif de développer une nouvelle famille de matériaux poreux utilisant des réseaux de polymère macroporeux (PolyHIPE), connus pour leur surface spécifique importante, comme matrice hôte. Ils pourront être pyrolyse, si besoin, pour leur octroyer des propriétés de conduction électronique et ainsi les transformer en mousse de carbone active macroporeuse. La micro et meso-porosité sera apporter par addition d’autre composés electrochimiquement actifs (nanoparticules métalliques ou d’oxyde métallique, les chalcogenides, des MOF et COF). Nous nous intéressons à maitriser différentes étapes de la synthèse du matériau composite jusqu’à son utilisation pour le stockage. En participant à ce projet, le(a) candidat(s) va assurer des tâches suivantes :


Tâche 1 : Réaliser une recherche bibliographique pour avoir une vision plus claire et plus large sur l’utilisation des matériaux PolyHIPE dans le domaine de supercondensateurs
Tâche 2 : Synthèse et caractérisation des matrices de polymère poreux via polymérisation en émulsion concentrée (PolyHIPE)
Tâche 3 : Modification de surface de la matrice macroporeux du polymère dans le but d’y intégrer des structures méso/nanoporeuses et/ou pyrolyse du polyHIPE
Tâche 4 : Evaluation des matériaux synthétisés pour le stockage de l’énergie


Une mobilité internationale de 3 mois en Afrique du Sud est prévue au cours du stage (Laboratoire Sensorlab, Université de Western Cape). A l’issue de ce stage, le(a) futur(e) stagiaire aura des expériences en (1) synthèse de polymère avec les techniques de caractérisation (Analyse thermogravimétrique (ATG), Calorimétrie différentielle à balayage (DSC), Analyse mécanique dynamique (DMA), etc.); (2) caractérisation électrochimique (voltammétrie cyclique, cycle de charge – décharge galvanostatique, impédance électrochimique), (3) stockage de l’énergie

Si vous êtes chimiste en master de chimie des polymères ou d’électrochimie, ayant un esprit curieux et ouvert, n’hésitez pas à nous transmettre votre candidature (CV + lettre de motivation + relevé de note du M1)

«Sujet de stage M2 - PolyHIPE.pdf» (206.1 KB)

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