photocatalyseur à upconversion pour la production d'H2 par photolyse de l'eau – UPH2

Afin de produire de l’hydrogène à partir de sources complètement dé-carbonées plusieurs solutions existent. L’électrolyse de l’eau en utilisant une électricité produite par des voies renouvelables ou la photolyse de l’eau en utilisant un photocatalyseur et de la lumière. Il est là aussi nécessaire que la lumière soit produite grâce à une source dé-carbonée. Plus simplement on peut bien entendu utiliser directement le soleil et donc supprimer une étape de conversion. Malheureusement les photons utiles à la photolyse ne représentent qu’une petite portion de l’ensemble des photons reçu du soleil.
Le projet UPH2 vise à développer de nouveaux photocatalyseurs pour la dissociation de l’eau qui incorporent directement une fonctionnalité de conversion de la lumière par addition de photons (up-conversion) afin de profiter au maximum du spectre solaire.
Pour ce faire nous étudierons une famille d’oxysulfures dopés avec des terres rares, qui permettent l’up-conversion au sein même de la structure du photocatalyseur, et qui seront synthétisés par décomposition thermique de précurseurs (hetero)-métalliques développés à façon. Ces oxysulfures quaternaires sont déjà efficaces pour la photodissociation de l’eau jusqu’à des longueurs d’onde en dessous de 500nm (limité par l’absorption de la matrice). L’ajout d’un processus de conversion interne de l’excitation via le dopage par des terres rares permettra d’augmenter la gamme d’efficacité de ces photocatalyseurs jusque dans le proche Infrarouge et ainsi permettre une augmentation significative de leur efficacité sous excitation solaire.