Electrochimie sous couplage vibrationnel avec des plasmons – ECvibraPlas

Dans ce projet, nous proposons d'étudier des réactions électrochimiques sous forte excitation vibrationnelles des molécules le long du chemin réactionnel. Pour cela, nous fabriquerons des électrodes spécifiques permettant de concentrer l'excitation infrarouge à la surface où la réaction électrochimique aura lieu : des films bidimensionnels ultraminces d'or, un réseau bidimensionnel de nanoparticules d’or et un réseau d’antennes infrarouge en or déposés sur un wafer de silicium. Lorsque ces électrodes sont irradiées dans des conditions spécifiques par la lumière infrarouge, les plasmons dans l’infrarouge seront excités, renforçant ainsi le champ électromagnétique à la surface de l'électrode. L'énergie du plasmon sera adaptée aux modes de vibration des molécules impliquées dans les réactions électrochimiques. Deux réactions d'intérêt pour la transition énergétique seront étudiées : la réaction de dégagement d'oxygène pour laquelle le couplage vibrationnel pourrait avoir un effet sur la vitesse de réaction et l'étape limitante, et la réduction du dioxyde de carbone pour laquelle le couplage vibrationnel peut modifier les principaux produits de réaction. Dans chaque cas, nous espérons que la détermination de la cinétique de la réaction et des principaux produits en fonction de l’énergie d’excitation vibrationnelle permettra de mieux comprendre le mécanisme de la réaction électrochimique.