Photoélectrodes hybrides pour la réduction sélective du CO2 en combustibles solaires – HYPHE-C1

Il s’agit d’un projet pluridisciplinaire impliquant l’électrochimie, la chimie organique, la chimie de polymères, la physique des semi-conducteur, l’ingénierie moléculaire et finalement la modélisation des processus électroniques dans un milieu complexe.

Une photocathode à base de Cu2O efficace
Des premiers polymères fonctionnels actifs pour réduire le CO2

Une photocathode à base de Cu2O efficace
Des premiers polymères fonctionnels actifs pour réduire le CO2

rien à signaler pour le moment

La réduction du CO2 en composés C1 par voie solaire est une stratégie parmi les plus attrayantes pour la production durable de produits chimiques et de carburants solaires. Cependant, l'application de catalyseurs moléculaires pour la conversion de l'énergie solaire en énergie chimique n'a pas encore atteint sa maturité, même si nous avons accès à des catalyseurs moléculaires pour une réduction efficace du CO2 et à des photoélectrodes à hautes performances capables de délivrer des électrons au potentiel électrochimique requis. Pourtant, la combinaison de ces catalyseurs moléculaires et de photoélectrodes pourrait offrir des solutions durables pour l'utilisation du carbone et la production d'énergie sans fossiles si cette approche était exploitée de manière appropriée. Cependant, deux verrous majeurs entravent l’application des photoélectrodes hybrides : 1) Les photocourants sont souvent bien inférieurs à ceux attendus sur la base des propriétés intrinsèques du catalyseur et de la photoélectrode car l'interfaçage avec le composant semi-conducteur affecte les propriétés du catalyseur ou bien elle est limitée par le transfert de charges entre les matériaux ; et 2) La sélectivité de la conversion du CO2 est souvent affectée par l'environnement local du catalyseur (valeurs de pH locales, gradients de concentration en CO2, permittivité du milieu environnant, gradient de potentiel). Le projet HYPHE-C1 s'attaquera à ces deux verrous. Notre objectif principal est de maximiser simultanément l’efficacité catalytique de réduction du CO2 et la sélectivité du produit formé, en intégrant le catalyseur sur une photoélectrode au moyen de matrices polymères conductrices d'électrons pour finalement obtenir une réduction très efficace par la lumière du CO2 en CO, formaldéhyde et méthanol, contrôlant ainsi le processus de réduction de 2 à 6 électrons.