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:: Description de l'offre - IFP Energies nouvelles - Direction Physique et Analyse

 Caractérisation d'électrolytes pour les batteries à flux

IFP Energies nouvelles est un organisme public de recherche, d’innovation industrielle et de formation intervenant dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. Sa mission est d'apporter aux acteurs publics et à l'industrie des technologies performantes, économiques, propres et durables pour relever les trois grands défis sociétaux du 21e siècle : changement climatique et impacts environnementaux, diversification énergétique et gestion des ressources en eau. Son expertise est internationalement reconnue.

IFP Energies nouvelles poursuit 5 priorités stratégiques, indissociables et complémentaires dans l'accomplissement de sa mission d’intérêt général :

  • Produire à partir de sources renouvelables des carburants, des intermédiaires chimiques et de l'énergie
  • Produire de l’énergie en réduisant l’impact sur l’environnement
  • Développer des transports économes et à faible impact environnemental
  • Produire à partir de ressources fossiles des carburants et intermédiaires chimiques à faible impact environnemental
  • Proposer des technologies respectueuses de l'environnement et repousser les limites actuelles des réserves d'hydrocarbures

Son école d'ingénieurs, partie intégrante d'IFP Energies nouvelles, prépare les générations futures à relever ces défis.


Caractérisation d’électrolytes pour les batteries à flux

Contexte et description du projet

IFPEN étudie le stockage d’énergie grâce à des batteries à circulation. Les batteries à circulation sont des accumulateurs rechargeables qui ont la particularité de stocker l’énergie en phase liquide. Des électrolytes liquides circulent au travers d’une cellule électrochimique. En chargeant la batterie, on convertit l’énergie électrique par des réactions d’oxydoréduction et on la stocke sous forme chimique dans les réservoirs.

Ces batteries permettent d'optimiser la gestion de sources d'énergie renouvelables, solaire ou éolienne (ou autre), notamment pour le lissage de la charge journalière en stationnaire, et présentent l’avantage de pouvoir être dimensionnées en puissance et en énergie à façon. L’enjeu majeur concerne la mise au point de nouveaux électrolytes moins coûteux et plus performants. IFPEN s’intéresse donc à l’identification et la qualification d’électrolytes organiques innovants.

Un des axes de travail inclut la caractérisation d’électrolytes organiques, et en particulier leur solubilité. En effet, une solubilité maximale permet de maximiser la densité d’énergie des électrolytes. Le développement de protocoles de détermination des propriétés thermodynamiques de ces électrolytes organiques (incluant leur solubilité) est donc un enjeu majeur.

Durant ce stage, on se propose d’explorer le potentiel de techniques chromatographiques pour la détermination automatisée de propriétés thermodynamiques. En particulier la technique de GC-headspace a déjà été utilisée pour déterminer des coefficients thermodynamiques pour des applications sur la biomasse. Un des objectifs est donc de transposer la méthode à cette nouvelle problématique, en adaptant des conditions instrumentales (colonne, températures…). Les protocoles développés devront notamment prendre en compte la réactivité redox importante de certaines espèces, qui impose des méthodologies de préparation d’échantillon spécifiques.

Les objectifs de ce stage sont les suivants :

  • Réaliser une étude bibliographique sur les électrolytes organiques, en particulier leurs propriétés de solubilité.
  • Evaluer le potentiel de la technique GC-headspace pour l’obtention de paramètres thermodynamiques.
  • Optimiser les paramètres instrumentaux sur la GC-headspace et réaliser les acquisitions.
  • Interpréter les résultats et les confronter aux prévisions des modèles internes IFPEN.
  • Les comparer aux équilibres de phase solide/liquide déterminés par DSC (calorimétrie différentielle)
  • Rédiger un rapport interne sur la méthodologie d’obtention des paramètres thermodynamiques.

En complément de la GC-headspace, l’apport d’autres techniques du département pourra être exploré. L’observation des précipités par DRX in-situ pourrait renseigner sur leur structuration. Les coefficients d’autodiffusion des espèces prometteuses pourront être obtenus par des techniques de RMN bas-champ.

Le stagiaire sera intégré au département Physique et Analyse, sur le site de Rueil-Malmaison. Il sera en interaction forte avec les collègues du département Thermodynamique et Modélisation Moléculaire, et du département Electrochimie et Matériaux.

Ce stage permettra à l’étudiant de pratiquer différentes méthodes analytiques, tout en se familiarisant avec les enjeux spécifiques du domaine du stockage stationnaire de l’énergie. Plus généralement, il apprendra à mener un projet de recherche en réponse à un besoin industriel, depuis la recherche bibliographique jusqu’à la phase de rédaction de préconisations, en passant par des étapes de développements analytiques et comparaisons entre données expérimentales et modélisation.

Profil recherché

Bac + 5 chimie avec un intérêt pour la chimie analytique et la thermodynamique.

  • Un goût pour le travail en laboratoire, de l’autonomie et un bon esprit d’équipe sont demandés.

Informations complémentaires

Durée souhaitée : 6 mois
Période souhaitée : démarrage entre janvier et mars 2019
Lieu : IFPEN Rueil-Malmaison
Transport : oui
Rémunération : Stage rémunéré

Merci d’adresser votre candidature (CV et lettre de motivation) aux responsables de stage : Perrine COLOGON – Rafael LUGO

 Informations

Type de contrat :  Stage
Début :  Entre janvier 2019 et mars 2019
Durée :  6 mois
Région : Ile de France
Discipline : Biologie
Rémunération : Oui
 Contact

Référence annonce : R0540R-2019-COLOGON
Contact : Perrine COLOGON
Adresse :
1&4, avenue de Bois-Preau
92852  Rueil-Malmaison cedex
 


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