Photocatalyse bimétallique appliquée aux carburants solaires - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2020

Bimetallic photocatalysis applied to solar fuels

Photocatalyse bimétallique appliquée aux carburants solaires

Résumé

CO2, which once played an important role in the creation of oxygen and then life on earth, reaches now high atmospheric concentrations that causes climate change and upsets the balance of ecosystems and could endanger life on earth. It is therefore urgent to reverse the anthropogenic CO2 emissions trend and develop clean energy sources. This project is part of this dual problem, it aims to use solar energy to upgrade CO2 into "solar fuels", by photocatalysis. The preparation of M/TiO2 and M1M2 / TiO2 photocatalysts has shown that the deposition of metallic nanoparticles (Au, Pt, Pd, Ag, Cu) is an efficient optimization route for CO2 photo-reduction. This is due to various beneficial effects induced by metals and their association, which have been studied and correlated with activity when possible. A plasmonic system with an enlarged resonance has been built and associated with TiO2 and g-C3N4 semiconductors in order to highlight a plasmonic effect of near field enhancement. This effect would exacerbate the semiconductor absorption semiconductor and is believed to be responsible for the photocatalytic activity improvement and the observed selectivity shifting.
Le CO2, qui jadis a joué un rôle important dans l’apparition de l’oxygène et donc de la vie sur terre, atteint aujourd’hui des concentrations atmosphériques si élevées qu’il provoque un changement climatique qui bouleverse l’équilibre des écosystèmes et pourrait mettre en péril la vie sur terre. Il est donc urgent d’inverser la tendance des émissions de CO2 anthropogéniques et de développer des sources d’énergie propres. Ce projet s’inscrit dans cette double problématique, il vise à utiliser l’énergie solaire pour valoriser le CO2 en « carburants solaires », par photocatalyse. La préparation de photocatalyseurs M/TiO2 et M1M2/TiO2 a permis de montrer que le dépôt de nanoparticules métalliques (Au, Pt, Pd, Ag, Cu) est une voie d’optimisation efficace pour la photo-réduction du CO2. Ceci est dû à différents effets bénéfiques induits par les métaux et leur association, qui ont été étudiés et correlés à l’activité photocatalytique quand cela fut possible. La construction d’un système plasmonique possédant une résonnance élargie, et son association avec TiO2 ou avec g-C3N4, a notamment permis de mettre en évidence un effet plasmonique d’intensification du champ proche. Cet effet permet d’éxacerber l’absorption du semi-conducteur et est très certainement responsable de l’amélioration de l’activité photocatalytique et de l’orientation de la sélectivité observées.
Fichier principal
Vignette du fichier
Bardey_Steven_2020_ED222.pdf (9.43 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03626535 , version 1 (31-03-2022)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03626535 , version 1

Citer

Steven Bardey. Photocatalyse bimétallique appliquée aux carburants solaires. Matériaux. Université de Strasbourg, 2020. Français. ⟨NNT : 2020STRAF024⟩. ⟨tel-03626535⟩
108 Consultations
151 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More