Matériaux nanostructurés pour le clivage photoélectrocatalytique de l'eau

L’accès à des sources d’énergie renouvelables qui soient transportables et stockables est de prime importance pour notre société.  Deux réactions essentielles dans la mise au point de telles sources d’énergie sont la réaction de réduction de l’eau en hydrogène(HER) et la réaction d’oxydation de l’eau en oxygène (OER). Pour ces deux réactions, il est nécessaire d’augmenter l’activité et la sélectivité. Il est aussi très important de trouver des matériaux catalytiques qui soient peu dispendieux. Dans ce travail, nous proposons une nouvelle approche pour générer des matériaux qui soient utilisables en HER et OER. Ces matériaux seront constitués d’un site actif super-actif qui est relié à un support semi-conducteur préparé par déposition atomique en couche (ALD).  L’originalité de ce travail repose sur la fabrication de ces semi-conducteurs par la technique ALD qui va faciliter le transport des charges au site actif et par l’étude mécanistique qui devient alors possible. Ainsi, en cas de succès, nous aurons non seulement proposé un système complet de photo-électroclivage de l’eau, mais aussi nous aurons résolu le problème de photocorrosion du phosphure de gallium, proposé une synthèse tout à fait innovante des hydroxydes doubles en couche (LDH) et enfin proposé une famille de catalyseurs de réduction de l’eau qui modélisent le site actif des nitrogénases de molybdène.  Ce travail reposera sur la collaboration entre un chimiste de synthèse, ayant une expertise reconnue en photocatalyse, J. Claverie, un électrochimiste renommé dans le domaine de L’ALD, S. Sun et un spécialiste des surfaces électrocatalytiques, D. Guay.