Post-doc 2 ans : Amélioration des performances en corrosion des interconnecteurs d'Electrolyseur HT

Matériaux, physique du solide Post-doc 2 ans : Amélioration des performances en corrosion des interconnecteurs d'Electrolyseur HT H/F Le(la) candidat(e) qui sera recruté(e) aura pour objectif de participer à l'élaboration de solutions industrielles robustes en terme de performance et de coût pour les interconnecteurs des EHT. L'étudiant(e) aura à sa charge la gestion et l'entretien d'un parc expérimental permettant d'étudier le comportement en oxydation, de mesurer la résistance à la volatilisation de Cr, de mesurer la résistance spécifique surfacique d'échantillons d'aciers nus ou revêtus, et enfin d'évaluer l'interaction joint de verre – acier, ceci à la fois sous air et sous mélange H2/H2O. Le(a) candidat(e) étudiera, via le parc expérimental présent, les performances de différents revêtements réalisés en interne ou par nos partenaires. Il utilisera de nombreux moyens de caractérisation disponibles au CEA (MEB, Microscopie Raman, MET, SDL, XPS, DRX ) pour décrire les phénomènes de dégradation observés, proposer des mécanismes et identifier le revêtement le plus pertinents pour une application industrielle. 12 mois (renouvelable 12 mois) La technologie d’Electrolyse de la vapeur d’eau à Haute Température (EHT) est une technologie prometteuse pour produire de l’hydrogène décarboné à haut rendement et à bas coût. Le CEA et la société GENVIA, ont lancé, début 2021, un programme R&D ambitieux pour développer commercialement des EHT à court-terme. Bien que la technologie se montre extrêmement intéressante, la durabilité de l’EHT reste un volet qu’il faut nettement améliorer pour lui permettre d’être compétitif économiquement. En particulier, les interconnecteurs en acier inoxydable ferritique souffrent de deux limitations majeures qui diminuent progressivement le rendement de la cellule : * L’oxydation de leur surface dans le temps qui a pour effet la formation d’une couche d’oxyde faiblement conductrice diminuant la performance des empilements (stacks) EHT pour chacune des atmosphères d’électrodes à oxygène et hydrogène ; * L’évaporation du chrome contenu dans l’acier qui empoisonne l’électrode à oxygène des cellules céramiques. Pour limiter ces deux phénomènes, il a été démontré dans la littérature que l’application d’un revêtement protecteur est indispensable, à minima côté électrode à oxygène. Afin d’être le plus efficace possible, le revêtement doit être un excellent conducteur électrique, permettre la diminution de la cinétique d’oxydation de l’acier sous-jacent et réduire drastiquement la volatilisation du chrome. De plus, le procédé utilisé pour réaliser le dépôt doit être applicable industriellement à un coût acceptable, de manière adaptée au design du stack considéré. Les spinelles conductrices font partie des revêtements de référence pour cette application mais d’autres solutions peuvent être envisagées. Par ailleurs, la particularité des interconnecteurs est qu’ils fonctionnent au contact de deux atmosphères différentes : l’air d’un côté et un milieu vapeur d’eau – hydrogène de l’autre côté. Il a été montré dans la littérature que les phénomènes d’oxydation observés en atmosphère « duale » pouvaient différer fortement des phénomènes d’oxydation observés lors de l’utilisation d’une seule atmosphère. Cet aspect doit donc être également investigué sur les interconnecteurs avec et sans revêtement. Enfin, des joints de verre sont appliqués sur les interconnecteurs pour séparer les différentes environnements (air d’un côté et mélange H2/H2O de l’autre). L’interaction entre le joint de verre et l’interconnecteur doit être investigués ainsi que des solutions de limitation proposées. Le(la) candidat(e) qui sera recruté(e) aura pour objectif de participer à l’élaboration de solutions industrielles robustes en terme de performance et de coût pour les interconnecteurs des EHT (voir descriptif sujet). Techniques de caractérisation des matériaux Le(a) candidat(e) devra avoir un doctorat dans le domaine de la corrosion à haute température et/ou des revêtements et/ou électrochimie. Le(a) candidat(e) devra piloter et animer ce projet entre les différentes unités partenaires et se montrer force de proposition. Il devra beaucoup aimer le travail expérimental et savoir travailler en équipe. Autonomie, enthousiasme, dynamisme, bienveillance, créativité, force de travail et rigueur scientifique font parties des qualités recherchées pour ce poste. Par ailleurs, des qualités rédactionnelles et orales sont indispensables afin de savoir valoriser les résultats auprès de notre partenaire industriel, dans les conférences nationales et internationales et à travers des articles scientifiques. Plusieurs lettres de recommandations sont vivement conseillées.