Les Trianguléniums comme colorants organiques robustes pour la production de combustibles solaires – TATADyes

TataDyes est un projet de recherche fondamentale visant à concevoir et étudier des trianguléniums en tant que classe originale de colorants organiques robustes destinés à surpasser les performances des photosensibilisateurs à base de métal rare pour la réduction catalytique photo-induite des protons (production d’H2) et du CO2 en utilisant la lumière visible. Couplés à des catalyseurs moléculaires à base de Co, Ni, Fe ou Mn, ces colorants donneront accès à des systèmes photocatalytiques efficaces et stables composés uniquement d'éléments abondants. Ces colorants organiques basés sur des aza/séléno-trianguléniums présenteront des caractéristiques clés pour la catalyse photo-induite, jamais combinées jusqu’à présent dans un même colorant: (i) une forte absorption dans le visible, (ii) une durée de vie relativement longue à l’état excité (> 10 ns) permettant des transferts d’électron bimoléculaires, (iii) un potentiel de réduction significativement négatif (= -1,2 V vs ECS) pour permettre l’activation des catalyseurs, et (iv) une grande stabilité lors de la photocatalyse due à une forte délocalisation électronique dans leur forme réduite. De plus, de telles plateformes ont le grand avantage d'être chimiquement polyvalentes, ce qui permettra d'ajuster leurs propriétés électroniques, redox et de solubilité en introduisant des substituants appropriés.

Ce projet s'appuie sur nos travaux récents avec un colorant triazatriangulenium pour la production de H2 dans l'eau sous lumière visible, qui mettent en évidence pour la première fois le grand potentiel de cette famille de colorants organiques dans les réactions de transfert d'électrons photo-induites pour la conduite de processus catalytiques. Ce projet aura un impact direct sur le développement de photosystèmes artificiels encore limités par l’utilisation de photosensibilisateurs à base de métal rare.