Towards hydrogen photoproduction by Iron complexes

Details

Supervisors

Elias, Benjamin ; Troian-Gautier, Ludovic

Faculty

Faculté des sciences

Degree label

Master [120] en sciences chimiques, à finalité approfondie

Abstract

Au cours des dernières années, l’Humanité a commencé à faire face à sa plus grande menace : elle-même. Nous sommes en train de détruire les ressources de notre planète par la surconsommation d’énergie fossiles, qui émettent d’énormes quantités de polluants. Il devient urgent de développer de nouvelles technologies pour remplacer nos habitudes de consommation, avec pour but la production d’énergie plus eco-friendly. Ces dernières années, l’énergie solaire a été l’objet de nombreuses recherches grâce à son faible prix, son abondance et son faible impact sur l’environnement. Cette énergie est déjà utilisée pour de multiples applications, mais la plus développée reste les panneaux solaires à base de silicium. Cependant, cette technologie n’est pas la seule à avoir été inventée pour récolter l’énergie solaire. En effet, les cellules à pigments photosensibles (DSSC) sont aussi capables de produire de l’électricité en convertissant directement l’énergie solaire par des pigments photosensibles. Cependant, vu que la production d’électricité semble perfectionnée pour les panneaux à silicium, il serait vain de vouloir les remplacer. La technologie des DSSC devrait donc être utilisée différemment. En effet, la photoproduction de carburants à haute valeur énergétique (Solar Fuels) en transformant l’énergie solaire en énergie chimique est possible grâce aux cellules photoélectrochimiques (DSPEC). Ces cellules solaires reçoivent un intérêt croissant dans la littérature car elles pourraient offrir une solution respectueuse de l’environnement pour subvenir à nos besoins énergétiques. Vu que l’un des principaux problèmes de ces cellules est la rareté du Ruthénium utilisé dans les pigments, ce travail est axé sur la possibilité d’utiliser des pigments à base de fer, peu coûteux, pour contrer ce problème de rareté. Très récemment, l’équipe de Wärnmark a développé un complexe de fer présentant des états excités d’un temps de vie atteignant la nanoseconde, ce qui est très rare pour ce genre de structure. Ainsi, la fonctionnalisation de ces structures sera étudiée de façon expérimentale et théorique, pour y ajouter des groupements d’ancrage sur surface, dans un objectif plus large de produire les premières DSPEC sur base de ces complexes.