Étude des matériaux photocatalytiques
de nouvelle génération pour la production d’hydrogène propre : projet PRODHYGE FEDER REACT-EU Défi-clé « Hydrogène vert »
PRODHYGE
Nouveaux matériaux nanostructurés pour la production verte d’hydrogène par photoréduction de molécules d’eau
Ce projet a pour objectif de réaliser un démonstrateur de production d’hydrogène vert par décomposition de molécules d’eau assisté par la lumière solaire. Ce démonstrateur se présentera sous la forme d’une cellule unité compatible « panneau à hydrogène ». Il sera constitué d’un matériau photocatalytique de nouvelle génération, basé sur un assemblage hybride BaTiO3/métal, structuré à l’échelle nanométrique. Le dispositif devra afficher un rendement dix fois supérieur aux rendements obtenus par notre équipe actuellement ( 1 mmol/m2.h), afin de répondre aux exigences applicatives.
L’objectif du projet est triple, organisé autour du développement d’un photocatalyseur couche mince sur substrat à surface texturée permettant un niveau de production dix fois supérieur aux niveaux actuellement obtenus. Le projet se déclin dans les trois axes suivants 1. Réaliser un assemblage de nanoparticules métalliques (Or ou Ag) dans des couches minces de TiO2, BaTiO3. BaTiO3. 2. Être en mesure de réaliser cette structure hybride sur des substrats microstructurés. 3. Évaluer les choix et les technologies développées
La spectroscopie de PL est un outil extrêmement sensible pour l’étude des états électroniques, des densités de défauts et des états de surface. L’étude de l’intensité PL et de la forme spectrale en fonction de la longueur d’onde d’excitation (PLE), de la puissance et de la température, permet la détermination quantitative des efficacités radiatives des chemins de recombinaison et des mécanismes de capture des matériaux ou encore de ses propriétés de surface, qui sont inestimables pour l’étude des matériaux photocatalytiques. Il convient de mentionner que l’intensité de la luminescence est une signature directe de la différence de potentiel électrochimique entre les électrons et les trous dans le matériau, fournissant un analogue optique de la courbe I-V électrique. De plus, la spectroscopie résolue dans le temps donne un accès direct à l’analyse des phénomènes transitoires induits sur un échantillon par l’impulsion lumineuse d’excitation : l’absorption, l’émission spontanée ou la dynamique de transfert de charge peuvent être directement mesurées par cette technique.
Grâce à ce projet nous avons mis en place la plateforme HYDRO, pour la photoluminescence dans le bleu et UV, fonctionnant dans une plage de température de 3K-300K, adaptée à l’étude de films, nanostructures ou encore échantillons dans milieu liquide.
Pour toute information d’utilisation de cette plateforme et proposition de collaboration :
Andrea BALOCCHI
Andrea.balocchi@insa-toulouse.fr
Tél : 05.61.55.96.40
