MULT-E : Fonction « Charge Pool » pour la manipulation de plusieurs électrons comme vecteurs d'énergie au niveau moléculaire – MULT-E

Le projet MULT-E participe de la recherche fondamentale en photosynthèse artificielle, se focalisant sur l’accumulation et le stockage d’électrons au niveau moléculaire. Il vise à concevoir des entités capables de confiner des électrons tout en surmontant les contraintes électrostatiques associées.

Le projet repose sur deux objectifs principaux :

(1) Design moléculaire d’assemblages fonctionnels dits « Charge Pools, (CPs) » : L’objectif est d’identifier les stratégies permettant de gérer 2N électrons (N = 1 à 6) de manière coordonnée, afin de reproduire la fonction « charge pool » des catalyseurs chimiques redox. Cela implique de coupler plusieurs processus de réduction à deux électrons, à potentiel constant. Le processus d’inversion des potentiels électrochimiques sera mis en œuvre et exploité pour permettre le transfert séquentiel de deux électrons en une seule étape. Trois paradigmes électrochimiques seront combinés : « Expanded Bi-Pyridiniums » (EBP), « Structronique » (STR) et Weitz. Les propriétés électrochimiques des super-électrophores seront analysées pour mieux comprendre les relations structure-propriétés.

(2) Étude mécanistique du fonctionnement des CPs : Ce second objectif consiste à comprendre les mécanismes électrochimiques qui permettent aux CPs rechargeables de contourner les contraintes électrostatiques liées au confinement de multiples électrons. Notre méthode combine la modélisation moléculaire et l’électrochimie avancée, incluant des tests en milieux ioniques pour évaluer la stabilité des liaisons réservoirs d’électrons (paradigme STR). Notre analyse permettra l’établissement de schémas réactionnels carrés corrélant les mouvements d’électrons et d’ions, ainsi que les réarrangements structuraux.

Les résultats issus de ce projet pourraient avoir de retombées applicatives dans le domaine des batteries à flux redox et/ou de la « catalyse redox ».

Le projet combine ainsi chimie moléculaire, électrochimie et modélisation théorique.