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Plateforme photo(électro)catalytique

Publié le 12 juin 2024
​Attention : Du fait des procédures d’accès sur site pour les utilisateurs,
​un délai d’anticipation de 2 mois minimum est requis.​​​


Cette plateforme est dédiée aux mesures indoor (irradiation solaire simulée) d’activité photocatalytique ou photo-électrocatalytique (surface irradiée ≤ 25 cm2) de production d’hydrogène et/ou de carburants carbonés solaires.

Bancs de test à disposition

Mise à disposition d’un banc de test équipé d’une source d’irradiation solaire, d’un luxmètre pour la calibration de la puissance d’irradiation, d’un réseau de gaz inerte (Ar, N2) et bouteille de CO2 avec contrôle des débits gazeux ainsi que d’un potentiostat (pour les mesures photo-électrocatalytiques).

Sources d’irradiation solaires disponibles :
- Lampes Xenon 300W équipées de filtres (AM1,5G, filtres optiques éliminant les radiations UV, IR…)
- A venir : Simulateur solaire LED VERASOL-2 (faisceau de 25 cm2)

Possibilité d’accès à une boîte à gants pour la p​réparation d’échantillons sensibles.

Compte-tenu des grandes variabilités en termes de nature et de géométrie/volume des échantillons à tester, les cellules photo-électrochimiques et les photoréacteurs (typiquement, tubes de schlenk) devront être fournis par les utilisateurs. Un échange préalable devra avoir lieu pour préciser le mode de fixation des cellules et photoréacteurs.


Techniques de caractérisation à disposition

     Pour l’analyse (identification, quantification) des produits gazeux formés (H2, O2, CO, CH4, éthylène…) :
- Un appareil de chromatographie en phase gaz (GC) Perkin Elmer Clarus 580 équipé d’un détecteur TCD, et d’un détecteur FID couplé à un méthaniseur (gaz vecteur : N2).

- Un appareil de chromatographie en phase gaz (GC) Agilent 8860 équipé d’un détecteur TCD, et d’un détecteur FID couplé à un méthaniseur (gaz vecteur : N2).

- Un appareil de micro-GC, équipé d’une colonne capillaire et d’un détecteur TCD pour l’analyse des gaz en continu (gaz vecteur : Ar).

- A venir : Un appareil de chromatographie en phase gaz (gaz vecteur : Ar) permettant un dosage de l’oxygène plus fiable et de l’éthylène.
Limite de détection pour les mesures en mode injection directe : concentration de l’ordre de 2.10-6 M dans le volume de tête.
Limite de détection pour les mesures en mode continu : photocourants ≥ 1 mA.cm-2 avec un rendement faradaïque de 100% (pour la détection de H2 et O2 en continu, voir par exemple : Nature Materials, 2012).

Sur demande : Un appareil de chromatographie en phase gaz couplé à un spectromètre de masse pourra être mis à disposition ; il est particulièrement adapté aux tests de marquage isotopique (! substrats marqués non fournis !) ; La définition des conditions de séparation et la calibration sera à charge de l’utilisateur.

     Pour l’analyse (identification, quantification) des produits ioniques formés (formate, acétate, oxalate …) :
Appareil de chromatographie ionique Metrohm Basic IC Plus, équipé d’un détecteur conductimétrique
A venir : passeur d’échantillons.
Limite de détection : concentration comprise entre 10-5 et 5.10-5 M dans l’électrolyte (suivant le composé à détecter).




     Pour l’analyse de la stabilité :
Quantification pre/post-operando par ICP-OES (Shimadzu ICPE-9000) de la charge en colorant/catalyseur sur les échantillons (photo-électrodes) ainsi que le relargage potentiel d’ions métalliques dans l’électrolyte.


Contact :
Pour toute demande concernant l’accès à la plateforme et/ou la mise en œuvre de vos tests, merci de nous écrire à l’adresse ci-dessous en précisant vos besoins :
Responsable scientifique : Vincent Artero
Attention : Du fait des procédures d’accès sur site pour les utilisateurs, un délai d’anticipation de 2 mois minimum est requis.