Synthèse et mise en forme de pérovskites haute entropie pour des applications dans le domaine de l'énergie // Synthesis and shaping of high-entropy perovskites for energy applications

L'objectif principal de cette thèse sera de développer des méthodes de synthèses et de mise en forme innovantes, basées sur les approches en voie liquide (voies précurseurs, sol-gel, coprécipitation…). Il s'agit d'être capable de fabriquer des céramiques de forme complexe, à microstructure contrôlée, et à activité catalytique pour l'électrolyse de l'eau. Ainsi, l'utilisation de la chimie des précurseurs permettra de former des pérovskites oxydes à haute entropie (HEPO) nanométriques à des températures plus basses que les synthèses traditionnelles par voie solide. À titre de preuve de concept, l'étape finale sera de réaliser l'impression 3D de ces pièces afin d'utiliser directement ces matériaux comme électrodes pour l'électrolyse de l'eau.
Dans le cadre du projet AMADEUS, une équipe pluridisciplinaire travaille pour découvrir et synthétiser de nouveaux matériaux. La synergie entre les méthodes théoriques et expérimentales sera la fondation du succès de cet objectif. Au cours de cette thèse expérimentale, la méthodologie sera la suivante :

• Synthétiser des précurseurs destinés à être convertis en HEPO nanostructurés selon deux stratégies :
- ex situ en préparant des HEPO nanostructurés par voie liquide pour être ensuite déposés sur un support céramique
- in situ en préparant des précurseurs qui formeront, après traitement thermique, des particules nanométriques d'HEPO réparties dans une matrice céramique

• Développer des stratégies de mise en forme des matériaux par impression 3D, incluant la modélisation par dépôt de filaments fondus à partir de granulés et l'électro-écriture en fusion

• Caractériser les matériaux à chaque étape de leur procédé

• Combiner ces aspects pour la mise en œuvre réussie de matériaux prêts à l'emploi pour l'électrolyse de l'eau.
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The main objective of this thesis is to develop innovative syntheses and shaping methods based on liquid-based approaches (precursor, sol-gel, coprecipitation, etc.). The goal is to be able to manufacture ceramics with complex shapes, controlled microstructures, and catalytic activity for water electrolysis. Thus, the use of precursor chemistry will enable the formation of nanoscale high-entropy oxide perovskites (HEPO) at lower temperatures than traditional solid-state syntheses. As a proof of concept, the final step will be to 3D print these parts in order to directly use these materials as electrodes for water electrolysis.
As part of the AMADEUS project, a multidisciplinary team is working to discover and synthesize new materials. The synergy between theoretical and experimental methods will be the foundation for the success of this objective. The methodology for this experimental thesis will be as follows:

• Synthesize precursors to be converted into nanostructured HEPOs using two strategies:
- ex situ by preparing nanostructured HEPOs in a liquid form and then depositing them on a ceramic support
- in situ by preparing precursors that, after heat treatment, will form nanometric HEPO particles distributed in a ceramic matrix

• Develop strategies for shaping materials using 3D printing, including fused filament deposition modeling from pellets and fused electrowriting

• Characterize the materials at each stage of their process

• Combine these aspects for the successful implementation of ready-to-use materials for water electrolysis.
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Début de la thèse : 01/10/2025
WEB : https://www.pepr-diadem.fr/projet/amadeus/

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Concours pour un contrat doctoral

Université de Limoges

653 Sciences et Ingénierie

Le/La candidat(e) doit être diplômé(e) en science des matériaux ou en chimie inorganique et posséder une solide expérience expérimentale, en particulier en synthèse de matériaux (si possible par des approches de précurseurs) et en caractérisation des matériaux (en particulier structurale). Autonomie, sens de l'organisation et bonne maîtrise de l'anglais sont recherchés.
The candidate must have a master's degree in materials science or inorganic chemistry and have solid experimental experience, particularly in materials synthesis (if possible using precursor approaches) and materials characterization (especially structural). Autonomy, organizational skills and fluent communication in English are required.