Photosynthèse artificielle : élaboration de matériaux composites pour la valorisation de CO2 par photocatalyse / Dina Lofficial ; sous la direction de Christophe Geantet

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Photosynthèse

Hétérojonctions

Photocatalyse

Oxydes de cuivre

Classification Dewey : 541.395

Geantet, Christophe (1961-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Brioude, Arnaud (1973-....) (Président du jury de soutenance / praeses)

Keller, Valérie (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Chauvet, Olivier (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Puzenat, Éric (19..-....) (Membre du jury / opponent)

Martens, Johan (Membre du jury / opponent)

Fecant, Antoine (Membre du jury / opponent)

Université Claude Bernard (Lyon) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

École Doctorale de Chimie (Lyon) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Institut de Recherches sur la Catalyse et l'Environnement de Lyon (Villeurbanne, Rhône) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Résumé / Abstract : Une opportunité attrayante consisterait à utiliser l'énergie solaire, abondante et (quasi)inépuisable, pour valoriser le CO2 en carburants. Ceci permettrait de répondre à une double préoccupation : le dérèglement climatique imputable à l’augmentation de la concentration de gaz à effet de serre dans l’atmosphère d’une part, et d’autre part la raréfaction annoncée des ressources en énergie. Les végétaux sont capables de réduire le dioxyde de carbone en composés hydrogénocarbonés et d’oxyder simultanément l’eau en dioxygène par photosynthèse. Cette étude se propose d’élaborer des matériaux capables d’absorber la lumière et d’imiter le processus naturel, notamment son schéma énergétique en Z. La création de systèmes inorganiques comportant des hétérojonctions SCp (cathode) - Métal - SCn (anode) a été envisagée pour répondre à la problématique. Deux stratégies de synthèse ont alors été mises au point afin d’élaborer différents photocatalyseurs composite SCp@M/SCn notamment Cu2O@Pt/TiO2. L’évaluation des performances photocatalytiques a permis de révéler les bénéfices apportés par la présence d’hétérojunctions en termes de séparation des charges photogénérées et de sélectivité quant à la production de composés hydrogénocarbonés par photocatalyse. Ces travaux apportent une pierre importante à l’édifice d’un procédé de « photosynthèse artificielle »

Résumé / Abstract : An enticing opportunity would consist in using abundant and inexhaustible solar energy to valorise CO2 into fuels. That might answer in an elegant way to environmental and energetic concerns: the global warming due to atmospheric CO2 concentration increase and the dreaded shortage of energy resources. Green plants are able to reduce carbon dioxide into hydrocarbonated compounds and to oxidise simultaneously water into dioxygen by using photosynthesis. This study will focus on the design of materials able to absorb light and to imitate this natural process and more particularly its typical energetic Z-scheme. The chosen strategy is the creation of inorganic systems with SC-p (cathode) - Metal - SC-n (anode) heterojunctions. Two synthesis strategies were elaborated to obtain composite photocatalysts SCp@M/SCn, and more particularly Cu2O@Pt/TiO2. The evaluation of photocatalytic performances reveals heterojunctions benefits in term of charge separation and selectivity for photocatalytic hydrocarbonated compounds production. This study seems to do its bit towards “artificial photosynthesis” process