Conversion de l'énergie solaire en carburant H2 par photoélectrolyse de l'eau sur des matériaux nanohybrides à base de TiO2/nanoparticules
Langue Français
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Auteur : Favet, Thomas
Date de soutenance : 17-12-2019

Directeur(s) de thèse : Keller, Valérie - El Khakani, Moulay Ali

Établissement de soutenance : Strasbourg - Institut national de la recherche scientifique (Québec, province)
Laboratoire : Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (Strasbourg ; 1997-....)
École doctorale : École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
 
Discipline : Chimie des matériaux
Classification : Chimie, minéralogie, cristallographie

Mots-clés libres : TiO2, Photoélectrochimie, Nanomatériaux, Catalyse, Production d’hydrogène, Ablation laser Pulsé
Mots-clés :
  • Énergie solaire
  • Matériaux hybrides
  • Photoélectrochimie
  • Dépôt par laser pulsé
  • Nanoparticules
  • Oxyde de titane
Résumé : L'hydrogène s'avère être un vecteur d'énergie stockable et non carboné particulièrement séduisant. Une approche prometteuse pour la production propre et durable d'H2 est la photoélectrolyse de l'eau. Ce projet vise à modifier les propriétés du TiO2 utilisé comme photoanode dans une cellule photoélectrochimique, pour améliorer la production d'H2 sous lumière solaire. La nanostructuration du TiO2 sous forme de nanotubes (NTs) est un bon moyen d'améliorer sa réactivité et la séparation spatiale des charges. Une étude basée sur une stratégie de co-alliage, consistant à introduire une grande quantité d'anions (N3-) et de cations (Nb5+,Ta5+) dopants, a permis de réduire l'énergie de la large bande interdite du TiO2. Une étude paramétrique sur la décoration par ablation laser pulsé de NTs de TiO2avec des co-catalyseurs (cobalt, nickel) a été réalisée. Les conditions optimales de dépôt ont été identifiées, menant à une amélioration considérable de la production photoélectrochimique d'H2. En combinant l'approche de co-alliage et de dépôt de co-catalyseur, la production d'H2 sous lumière solaire est triplée. Des études plus spécifiques ont été réalisées afin de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2019STRAF068
Type de ressource : Thèse