Photocathodes de type p sensibilisées à propriétes de transport et d'absoprtion panchromatique optimisées pour la photolyse de l'eau. – DYSPOW

Parmi les technologies émergentes permettant la production d’hydrogène directement à partir de la lumière solaire, les cellules photoélectrochimiques sensibilisées à colorants représentent une technologie prometteuse. Cependant, malgré certains résultats encourageants ces dernières années, des recherches fondamentales restent nécessaires pour résoudre les limitations de ces systèmes dans le domaine de l'absorption de la lumière solaire, de l'utilisation de matériaux abondants et de la stabilité des dispositifs pour améliorer leurs efficacités. Dans ce contexte, DYSPOW vise à introduire de nouvelles photocathodes sensibilisées par des colorants capables de réduire l'eau via: i) l'amélioration des propriétés de transport de charge des photocathodes en utilisant des delafossites CuMO2 (Al, Ga) au lieu de l’oxyde de nickel usuel comme semi-conducteur de type p; ii) le développement de voies économes en énergie pour produire des nanoparticules de delafossite de type p permettant de maximiser la charge en colorant et en catalyseur; iii) l'utilisation de la co-sensibilisation avec des colorants aux propriétés d’absorption complémentaires avec le développement de colorants « bleus » pour optimiser la collecte de la lumière; iv) le contrôle des différentes interfaces en utilisant des liaisons oxyde-colorant et colorant-catalyseur covalentes ou iono-covalentes. Un ensemble de caractérisations avancées sera mis en œuvre pour étudier les propriétés électroniques, optiques et de transport de charge des photocathodes sensibilisées ciblées et leur capacité à réaliser la photoélectrolyse de l’eau. En particulier, la microscopie électrochimique à balayage fournira des informations sur le processus de réduction de l'eau à l'interface photocathode-électrolyte, permettant de déterminer les facteurs régissant ce processus. DYSPOW développera ainsi des photocathodes avec des propriétés optimisées de transport et d'absorption pour la photoélectrolyse de l’eau sous irradiation solaire.