Déshydrogénations photoactivées utilisant catalyseurs métalliques plasmoniques nanocomposite – PLASMOCAT

Dans le contexte sociétal actuel des prix élevés de l'énergie, pénurie de ressources et forte pollution, la catalyse via la lumière visible comme source d'énergie est une voie prometteuse pour développer des procédés innovants durables à intérêt industriel. PLASMOCAT se base sur la déshydrogénation de substrats peu à très exigeants (alcools - amines - alcanes), par la lumière visible dans des conditions sans oxydant pour l’obtention des produits à valeur ajoutée (dérivés carbonylés, imines, nitriles, alcènes) et du dihydrogène, carburant neutre en carbone. PLASMOCAT prévoit de coupler la déshydrogénation des alcools à la décarbonylation des aldéhydes, dans le but d'obtenir des alcanes, en particulier à longue chaîne carbonée.
Pour ce faire, des matériaux composites combinant des sites de photo-activation et des sites catalytiquement actifs, sont envisagés. Bien que la déshydrogénation photocatalytique des alcools ait été réalisée avec des nanoparticules (NPs) de Pt, Au ou Ag sur TiO2, l'emploi de NPs zéro-valentes des métaux de transition 3d est presque inexplorée. Ainsi, la synthèse de NPs plasmoniques originales de Cu et Co immobilisées sur différents semi-conducteurs, métalliques et non métalliques, sera développée. Comprendre les mécanismes de la déshydrogénation photocatalysée sera crucial pour la conception de systèmes catalytiques avec une activité et une sélectivité améliorées. Ainsi, des techniques operando (React-IR, UV-Vis, techniques avancées de rayons X) seront appliquées pour déterminer les profils de réaction cinétique et élucider les interactions entre les NPs métalliques et le support. Egalement une approche théorique pour comprendre le comportement plasmonique des NPs métalliques et les phénomènes de transfert électronique sera abordée.
PLASMOCAT offre un excellent cadre pour former de jeunes chercheurs aux procédés nanocatalytiques innovants et soutenables menant à la synthèse de produits à valeur ajoutée, dont la production de dihydrogène.