JCJC - Jeunes chercheuses et jeunes chercheurs

PolyOxothioMetallates Electro-Actifs pour la production d'Hydrogène – POMEAH

Résumé de soumission

Conduit par une demande grandissante de sources d'énergie écologiques, la synthèse de complexes de métaux de transition catalysant la réduction des protons en hydrogène reçoit une attention de plus en plus grande et une littérature abondante est consacrée à ce sujet. Une idée de base pour la conception de matériaux électro-catalytiques robustes et peu chers est de s'inspirer du fonctionnement des hydrogénases. Par conséquent, la plupart des publications dans ce domaine décrivent la préparation et l'activité chimiques de modèle synthétiques d'hydrogénases construits autour de clusters Fe-Fe ou Fe-Ni comme sites actifs. Dans de récents travaux, la capacité des cycles inorganiques PolyOxoThioMolybdiques (POTMs) construits à partir du fragment {Mo2O2S2} à agir comme des électro-catalyseurs efficaces pour la production d'hydrogène a été démontrée (J. Phys. Chem. C, 2008, 112, 1109-1114). Cette nouvelle classe de catalyseurs fournit une alternative intéressante aux complexes usuels bio-inspirés. La découverte de nouvelles familles de composés produisant de l'hydrogène est d'un grand intérêt. Les cycles oxothiomolybdiques sont obtenus dans l'eau, dans des conditions douces, à l'air et à température ambiante avec de bons rendements. Par ailleurs, ces composés peuvent être préparés facilement à l'échelle du gramme ou plus si nécessaire. Dans ces conditions, le développement de l'étude de tels composés inorganiques totalement différents des autres complexes actifs dans ce domaine apparaît original et d'une grande importance. En tirant avantage de la grande variété de complexes cycliques basés sur le fragment {Mo2O2S2} qui peuvent être synthétisés (voir par exemple J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, 10381; Chem. Eur. J., 2007, 13, 3548; Dalton Trans., 2007, 28, 3043 ; Chem. Commun., 2002, 2189), le but de ce projet réside dans l'étude et le développement de cette nouvelle classe d'électro-catalyserus. Ce projet est conduit par Sébastien Floquet, maître de conférences au sein de l'Institut Lavoisier de Versailles, UMR 8180, dirigé par le Professeur Francis Sécheresse et sera développé avec l'aide d'une équipe de jeunes chercheurs possédant des domaines d'expertise complémentaires comme la synthèse inorganique, la synthèse organique, la RMN, l'électrochimie, l'électro-catalyse ou la chimie interfaciale. La plupart des membres de l'équipe proviennent de trois équipes différentes de l'Institut Lavoisier de Versailles et l'expertise dans le domaine de la synthèse de ligand organiques et de complexes de métaux de transition est apportée par Stéphane Baudron, chargé de recherche à Strasbourg dans le laboratoire dirigé par le Professeur Mir Wais Hosseini, UMR 7140. Le premier objectif de ce projet est de comprendre le mécanisme impliqué dans le processus de réduction electro-catalytique des protons en hydrogène par les composés POTMs cycliques et d'identifier les facteurs structurels de ces composés qui permettent d'améliorer ces propriétés. Dans un second temps, une part importante du projet sera concentrée sur l'élaboration de nouveaux composés incorporant des ligands carboxylates appropriés et des complexes de métaux de transition dans le but d'optimiser ces systèmes prometteurs et leur ajouter des propriétés catalytiques pour conduire ainsi à des systèmes multi-fonctionnels. En particulier, l'insertion de complexes capables de fixer des oléfines insérés dans des POTMs cycliques capables de produire de l'hydrogène pourrait conduire à la synthèse de réacteurs moléculaires nanométriques pour l'hydrogénation électro-catalytique des oléfines. Finalement, en profitant de la présence de ponts sulfures accessibles entre les atomes de Mo(V) des cycles POTMs, une dernière partie sera consacrée à l'étude de l'adsorption de cette famille de composés inorganiques sur des surfaces métalliques et non-métalliques. Ce travail pourrait conduire à l'élaboration de matériaux possédant une activité électro-catalytique efficace pour la réduction des protons en hydrogè

Coordination du projet

Sébastien FLOQUET (Organisme de recherche)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Aide de l'ANR 184 720 euros
Début et durée du projet scientifique : - 36 Mois

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