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Groupe de travail:
IEK -13 – Modellierung und Simulation von Werkstoffen in der Energietechnik
Domaine de recherche:
Thèse de doctorat
Description de l’emploi:
Grâce à la recherche assistée par ordinateur, nous fournissons à l’Institut de recherche sur l’énergie et le climat – Théorie et calcul des matériaux énergétiques ( IEK -13) des contributions essentielles à la compréhension fondamentale des phénomènes électrochimiques, au développement et à la caractérisation de solutions de matériaux sur mesure, et aux essais et optimisation des technologies énergétiques. Les oxydes métalliques à haute entropie (HE) constituent une nouvelle classe de matériaux de cathode pour les systèmes de stockage d’énergie à base d’ions Li et Na. En raison de leur flexibilité de composition et de leur transport rapide des ions, les oxydes de métaux de transition Li ( LTMO ) avec sel gemme à désordre cationique ( DRX) sont des composés intéressants pour les applications de batteries. Dans un tel système à plusieurs composés, l’agencement structurel des cations à commande thermodynamique détermine les performances du matériau, y compris la densité d’énergie et la capacité de débit. Les simulations atomistiques sont des outils puissants pour prédire les capacités électrochimiques des nouveaux composés DRX .
Votre travail:
Au sein du groupe de modélisation informatique des matériaux de l’ IEK -13 (responsable: Dr Piotr Kowalski), nous effectuons une étude basée sur la modélisation atomique des propriétés des matériaux à l’aide des installations de calcul intensif de classe mondiale du Forschungszentrum Jülich et de l’ Université RWTH Aachen. Nos travaux sont menés en étroite collaboration avec le groupe de modélisation de l’ IEK-1 (Institut de recherche sur l’énergie et le climat – Synthèse et traitement des matériaux, responsable: Dr Payam Kaghazchi). Ce projet vise à développer une approche auto-cohérente pour simuler et concevoir des DRX en tant que matériaux cathodiques pour les batteries Li-ion. Le candidat retenu appliquera des méthodes de pointe de modélisation atomistique et de calculs de structure électronique pour simuler l’ordre atomique local et la structure cristalline (par IEK -13), ainsi que le mécanisme redox (par l’Institut des matériaux de recherche sur l’énergie et le climat Synthèse et traitement ( IEK -1. Dans le roman HE- LTMO – DRXmatériaux de cathode. L’approche computationnelle sera validée par le calcul de paramètres décrivant la conductivité ionique et la stabilité chimique suivi de leur comparaison avec les données expérimentales fournies par nos partenaires expérimentaux. Une telle caractérisation permettra le développement d’une méthodologie de calcul fiable qui pourrait être appliquée pour concevoir un système LTMO multi-cation avec une performance et une stabilité à haut débit. L’approche développée sera utilisée à l’avenir pour concevoir de nouveaux matériaux HE à partir des calculs des premiers principes. Vos tâches en détail:
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- Simulation de matériaux à haute entropie à l’aide de calculs ab initio et de modélisation thermodynamique
- Effectuer des calculs à l’aide de supercalculateurs
- Analyse approfondie des données calculées par rapport à l’état actuel des connaissances
- Participation à des conférences, réunions et ateliers nationaux et internationaux
- Coordination du projet avec les partenaires internes et externes
- Publication et présentation des résultats de la recherche dans des revues pertinentes et lors de conférences internationales
Votre profil:
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- Diplôme de maîtrise scientifique en chimie, physique, science des matériaux, science computationnelle ou discipline similaire
- Intérêt marqué pour le calcul haute performance
- Des connaissances de base en chimie quantique computationnelle seront avantageuses
- Forte motivation pour poursuivre un doctorat dans les 3 ans
- Excellentes compétences organisationnelles
- Capacité à faire preuve d’initiative, à travailler de manière autonome
- Excellentes capacités de coopération et de communication et capacité à travailler en équipe,
- Maîtrise de l’anglais parlé et écrit.
Notre offre:
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Ce centre de recherche fait partie de l’Association Helmholtz des centres de recherche allemands. Avec plus de 42 000 employés et un budget annuel de plus de 5 milliards d’euros, l’Association Helmholtz est la plus grande organisation scientifique d’Allemagne.
