Thèse soutenue le 23 février 2016 pour obtenir le grade de doctorat de Chimie des Matériaux de Université Pierre et Marie Curie (Paris VI)
Résumé : La photéelectrocatalyse de l'eau par rayonnement solaire est une solution communément proposée pour la production propre d'hydrogène. En termes de rendement solaire-à-hydrogène, un tandem dual photosystème est accepté comme la configuration plus efficace concernant les cellules photoélectrocatalytique pour la dissociation de l'eau. Ce travail s'intéresse au trioxyde de tungstène (WO
3) et au bismuth vanadate (BiVO
4) sous la forme de photoanodes type n en couches minces pour la complétion d'oxydation de l'eau dans la demi-réaction pour la dissociation complète de l'eau dans une cellule tandem dual photosystème photoélectrocatalytique. Ces couches minces sont fabriquées par des méthodes robustes, économiques, et extensibles de sol-gel dip coating, et caractérisées par différentes techniques pour vérifier leurs caractéristiques physiques et leur performance photoélectrochimique. WO
3 et BiVO
4 sont optimises par nanostructuration, modification des couches interfaciales, et addition des co-catalyseurs de surface pour améliorer les performances et la stabilité, respectivement dans des conditions acides et neutres. Ces matériaux sont couples avec une photocathode de type p en oxyde de cuivre (II) pour compléter la réaction de dissociation de l'eau. La cellule photoélectrocatalytique ainsi construite est inspirée par la littérature concernant les systèmes innovateurs de tandem dual photosystèmes. Ce travail aboutit à l'une des seules cellules de dissociation de l'eau par photoélectrocatalyse à base des oxydes de métaux, fabriquée via des techniques faciles et économiques. L'efficacité de la production solaire-à-hydrogène est de 0.01%, et applied-bias-to-photon efficacité de 0,06%.
Jury : Rapporteur : Pr Nicolas Alonso-Vante
Rapporteur : Dr Jean-François Hochepied
Examinateur : Pr Roel Van de Krol
Examinateur : Dr Vincent Vivier
Directrice de thèse : Pr Christel Laberty-Robert
Co-Directeur de thèse : Dr Vincent Artero
Encadrant : Dr Henri Strub
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