Design et caractérisation de couches minces pour des applications énergétiques

Equipement, AAP 2018-4

Equipe : Laboratoire de Chimie des Processus Biologiques

Porteur de projet : Maria Gomez-Mingot

Résumé :

La mise au point de photocatalyseurs hétérogènes, sans métaux nobles, sélectifs, stables, efficaces et recyclables pour les réactions liées à l'énergie, telles que l’oxidation de l’eau (OER), la réduction de proton (HER), la réduction du dioxygène (ORR) ou la réduction du dioxyde de carbone (CO2R), reste actuellement un enjeu majeur en catalyse. Nous avons récemment combiné pour la première fois dans un même solide la capture de lumière, grâce à l’emploi de solides poreux à base de porphyrines, utilisées comme photosensibilisateurs, et le catalyse d’oxidation de l’eau grâce à des polyoxométalates (POM) immobilisées dans les pores du MOFs, restés jusqu'ici inexplorés, pour fournir photocatalyseurs POM@MOF hétérogènes pour l’oxidation de l’eau fonctionnant dans la lumière visible comme une plateforme 3-en-1 (porosité + catalayse + capture de lumière). Notre stratégie consiste actuellement à concevoir et à caractériser des couches minces de POM@MOF ou de nanoMOF (≤ 100 nm), en tant qu'alternative intéressante pour intégrer ces photosystèmes poreux à des photoélectrodes, faciles à utiliser et recyclables. L'intégration de MOF à base de porphyrine dans des films minces à des fins photoélectrocatalytiques est encore rare. Nous avons récemment travaillé avec succès sur différentes méthodes de dépôt de ces matériaux hybrides POM@MOF en couces minces avec des résultats très prometteurs. Une étape importante est de quantifier de la masse de photocatalyseurs déposée sur les films minces afin d’en évaluer les performances. Ainsi, le recours à une microbalance est requis. En outre, la manipulation de nanomatériaux (nano POM@ MOF) impliquent des risques plus élevés pour la santé et l’environnement ; le projet permettra ainsi l’équipement complet d’une hotte du LCPB avec un filtre à nanoparticules.

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