Thèse cnrs : membranes ioniques en nanocellulose pour l'énergie bleue (h/f)

Membranes ioniques en nanocellulose pour l'énergie bleue
Objectifs : Étudier la chimie et les procédés permettant de greffer des polyélectrolytes réactifs sur la surface de la nanocellulose et obtenir ainsi des membranes ioniques. Établir la relation entre la composition et la nanostructure de la membrane ionique en nanocellulose et sa capacité à collecter l'énergie bleue.
Méthodologie. Chimie du greffage de la membrane (titrage, FTIR, RMN à l'état solide), caractérisation de la nanostructure de la membrane (coefficient de gonflement, microscopie électronique, diffusion de rayonnement aux petits angles sur les grands instruments), capacité de la membrane à capter l'énergie bleue (en collaboration avec Sweetch Energy, une start-up pionnière dans le domaine de l'énergie bleue). Les polyélectrolytes seront fournis par le laboratoire IMP à Lyon.

Nous recherchons un physico-chimiste (H/F) diplômé en chimie ou en science des matériaux. Une expérience en matériaux biosourcés et en chimie des polymères sera appréciée. La personne recrutée devra avoir une bonne maîtrise de l'anglais et être prête à s'engager dans un projet interdisciplinaire.


Contexte de travail

Le CERMAV (Centre de Recherche sur la MAcromolécule Végétale) du CNRS-Université Grenoble Alpes est un laboratoire de recherche fondamentale en glycosciences. L'approche pluridisciplinaire du CERMAV couvre les spécialités de chimie, science des matériaux, physicochimie et biologie.
Contexte scientifique :
L'énergie bleue est une source d'énergie renouvelable et non intermittente provenant des gradients de salinité entre l'eau douce (rivière) et l'eau salée (mer), dont le potentiel (1 TW) dépasse largement celui de l'hydroélectricité, par exemple. Elle peut être convertie en électricité par électrodialyse inverse, une technologie reposant sur l'utilisation de membranes anioniques et cationiques.(1) Les membranes actuellement disponibles ne sont pas renouvelables et présentent de faibles performances pour récolter l'énergie bleue en raison d'une nanostructure inadaptée et de l'impossibilité d'ajuster les paramètres critiques de la membrane (composition ionique et distribution spatiale, taille des pores). Afin de surmonter ces problèmes, nous proposons une nouvelle conception de membrane basée sur l'utilisation de la nanocellulose, qui fournira un réseau nanostructuré biosourcé une fois hydraté,(2) associée à des polyélectrolytes greffés qui apporteront les propriétés de transport ionique (3). L'objectif de la thèse est d'établir le plein potentiel d'une telle approche.

Réferences. [1] Jang, J., Kang, Y., Han, J. H., Jang, K., Kim, C. M., & Kim, I. S. (2020). Developments and future prospects of reverse electrodialysis for salinity gradient power generation: Influence of ion exchange membranes and electrodes. Desalination, 491, 114540.
[2] Nicolas, M., Serghei, A., Lucas, C., Beyou, E., & Fumagalli, M. (2023). Grafting of polyamines onto periodate oxidized nanocellulose, and its application to the fabrication of ionic nanopapers. Polymer, 270, 125760.
[3] Nicolas, M., Beyou, E., & Fumagalli, M. (2021). Two-step synthesis of polystyrene sulfonate-based copolymers bearing pendant primary amines. European Polymer Journal, 152, 110455.

Environnement de travail:
La thèse sera réalisée au sein de l'équipe de recherche Structure et Propriétés des Glycomatériaux du Cermav (www.cermav.cnrs.fr) en collaboration avec les partenaires du projet ANR Cellosmo (laboratoires IMP et Symmes, start-up Sweetch Energy).

Des avantages liés à ce poste sont proposés :
- restaurant inter-entreprises sur site avec tarifs subventionnés
- remboursement partiel de frais de transport à hauteur de 75%, forfait mobilité durable (entre 100 et 300€/an, contribution à la mutuelle santé
- site accessible en transports en commun (tram B), parking privé et abris vélos
- congés / RTT : 44 jours/an (proratisés à la durée du CDD)
- horaire hebdomadaire 38h30
- politique développement durable