Contexte et description du projet
Le Québec occupe une position centrale dans le recyclage des batteries lithium-ion, notamment en raison de son secteur minier qui permet d’approvisionner les technologies émergentes en minéraux critiques tels que le cuivre, le graphite, le niobium, le zinc, le cobalt, le nickel, le titane et le lithium. Avec l’essor de l’électrification des transports, le développement de procédés de recyclage est essentiel dans la gestion durable des batteries et contribue à soutenir l’engagement du Québec envers la transition énergétique. Dans ce contexte, l’Institut National de la Recherche Scientifique (INRS) s’associe avec Arkema, un leader mondial des matériaux de spécialité, qui se spécialise également dans la production de peroxyde d’hydrogène, un réactif nécessaire pour le procédé hydrométallurgique de recyclage et pour la lixiviation. L’UMR INRS-UQTR et Arkema sont à la recherche d’un(e) candidat(e) désirant œuvrer au développement et à l’optimisation de procédés hydrométallurgiques de recyclage de batteries Li-ion. Cette personne s’intégrera à une équipe de chercheuses et chercheurs dans les domaines du stockage et de la conversion de l’énergie.
Objectifs
1.Extraction et caractérisation de matrices de masse noire de batteries Li-ion commerciales utilisant une cathode LFP, NCA ou NMC.
2.Développement de méthode efficace pour extraire les minéraux critiques.
3.Modélisation et optimisation du procédé de recyclage par analyse statistique multivariée.
Dans un premier temps, la personne recrutée sera formée aux essais électrochimiques dans le but de procéder au vieillissement de batteries Li-ion commerciales par cyclage électrochimique. Elle devra ensuite extraire les matrices de masse noire en démantelant manuellement les différentes composantes des batteries et en séparant chimiquement la matière active. Des matrices de masse noire seront préparées pour couvrir une large gamme de propriétés physicochimiques qui seront déterminées par des techniques de caractérisations telles que la diffraction des rayons X (DRX) et l’analyse chimique ICP-OES. Dans un second temps, la personne effectuera une analyse statistique afin de quantifier les effets cumulatifs des variables (concentration des solvants, temps de traitement, température, vitesse d’agitation, etc.) du procédé de recyclage à l’aide du module Multiple linear regression (MLR) de Matlab. Ce parcours de recherche sera accompagné d’une formation approfondie dans le domaine des batteries et d’une participation à des conférences internationales.
Équipe
La personne étudiante sera encadrée par le professeur François Allard (UMR INRS-UQTR) et le professeur Louis-César Pasquier (INRS-ETE). Elle collaborera également avec des chercheurs d’Arkema et Annie-Kim Landry (associée de recherche, UMR INRS-UQTR)
Profil recherché:
Afin de constituer l’équipe R&D sur le projet de thèse proposé, nous recrutons un(e) candidat(e) motivé(e), dynamique et talentueux/se avec un diplôme en génie chimique ou en chimie. Une expérience en matériaux, en batterie ou en électrochimie est un atout.
Le/la doctorant(e) aura accès à une bourse d’étude avantageuse. La personne retenue sera inscrite dans le programme de Doctorat en Sciences de l’Énergie et des Matériaux de l’INRS.
Début du projet
2025
Lieu
Les travaux de recherche sont réalisés à UMR INRS-UQTR sur les matériaux et les technologies pour la transition énergétique (Pavillon Tapan-K.-Bose, 3351, Boul. des Forges C.P.500, Trois-Rivières (Québec) G9A 5H7, Canada).
Soumission d’une candidature
Pour postuler, veuillez visiter le site de l’INRS et appliquer à l’aide du formulaire avec 1. CV complet, 2. tous les relevés de notes universitaires, 3. Lettre de motivation et 4. coordonnées de trois (3) personnes pouvant fournir des références à francois.allard@inrs.ca