Matrices de carbone contenant des atomes métalliques actifs pour des films minces performants

Ce projet vise à développer des matériaux innovants pour le stockage solide et sécurisé de l'hydrogène vert via un procédé de dépôt par plasma assisté par aérosols. L'objectif est d'intégrer des atomes de ruthénium (Ru) à des degrés d'oxydation inusuels dans des matrices carbonées minces, afin d'optimiser la solvolyse des amine-boranes (AB) pour une production contrôlée d'H₂. Le ruthénium est choisi pour ses propriétés catalytiques exceptionnelles, permettant d'envisager des rendements supérieurs à ceux obtenus avec d'autres métaux. Le procédé plasma permet une synthèse rapide, propre et reproductible, avec un contrôle précis des paramètres (pression, puissance, débit d'injection) pour maximiser l'inclusion du Ru et la stabilité des couches. Le projet s'articule autour de trois axes principaux : l'optimisation du procédé plasma avec la détermination des conditions optimales pour la synthèse des couches carbonées chargées en Ru. La caractérisation avancée avec l'établissement de corrélations entre la structure des matériaux (analysée par XPS, Raman, RBS) et leurs performances en solvolyse. Et l'évaluation socio-économique et environnementale avec l'analyse du cycle de vie (ACV) et étude coûts-bénéfices pour guider la montée en échelle du procédé. Le projet s'appuie sur un consortium pluridisciplinaire associant des experts en procédés plasma (Université de Montréal), chimie des précurseurs et caractérisation des matériaux (LCC). Les partenaires industriels (Safran, CNES) apporteront leur expertise en transfert technologique et évaluation des performances. Innovations clés : Le projet propose des matériaux multifonctionnels alliant des propriétés catalytiques et une capacité de stockage d'hydrogène, grâce à l'intégration d'atomes de ruthénium dans des matrices carbonées. L'approche repose sur un procédé plasma écoresponsable, réduisant significativement les déchets et la consommation de produits chimiques par rapport aux méthodes traditionnelles. Ces innovations ouvrent la voie à des applications cibles dans des dispositifs mobiles de stockage d'hydrogène, adaptés à des usages tant industriels qu'individuels. École doctorale : SDM - SCIENCES DE LA MATIERE - Toulouse Direction : Myrtil KAHN Financement : MSCA COFUND BEST