Etude des propriétés optiques et photo-électro-catalytiques de MoS2 pour la production d’hydrogène
Financement : Stage de Master 2
Contacts : Bouchra ASBANI (LPMC, UPJV), Michael DEPRIESTER (UDSMM, ULCO)
Face aux doubles contraintes économiques et environnementales liées à la croissance des demandes en énergie, il est nécessaire de développer de nouvelles sources d’énergies durables ayant moins d’impact sur l’environnement. La conversion de l’énergie solaire en vecteur d’énergie comme l’hydrogène H2, que l’on pourrait stocker et utiliser sur demande, représente un enjeu considérable et compatible avec les contraintes environnementales. La photo-électro-catalyse apparaît comme une voie prometteuse pour produire de l’H2 à partir de sources d’énergies propres et renouvelables. Ainsi, récemment la photodissociation de l’eau (water splitting – WS) n’a cessé de susciter un intérêt grandissant dans la communauté scientifique. Néanmoins, pour arriver à des rendements acceptables pour les systèmes photo-électro-catalytiques, il est nécessaire de surmonter certains points critiques. L’une des principales limitations réside dans la mise en œuvre de matériaux photocatalytiques performants. Dans ce projet, nous visons à développer des systèmes photocatalytiques efficaces permettant le craquage des molécules de l’eau pour produire de l’hydrogène en utilisant l’énergie solaire. Pour ce faire, le challenge consiste à développer des matériaux photocatalytiques à grande efficacité de conversion d’énergie solaire. Les semiconducteurs 2D de dichalcogénures de métaux de transition (TMDs) sont considérés comme des matériaux attrayants en tant que photocatalyseurs efficaces capables de produire de l’hydrogène par WS. Ces matériaux présentent l’avantage d’être peu coûteux, stables et capables d’allier de très bonnes capacités d’absorption de la lumière dans le domaine du visible. De cette façon, ces matériaux peuvent utiliser de manière efficace les charges photogénérées pour augmenter l’efficacité de production de l’hydrogène. L’objectif de ce stage consiste donc à développer des nanostructures à base de MoS2 par la technique innovante d’électrodéposition récemment mise en place dans notre laboratoire. Ensuite, ces matériaux vont subir une série de caractérisations structurales et multiphysiques pour évaluer leurs propriétés optoélectroniques. Les nanostructures ainsi sélectionnées vont être testées dans un banc d’essai de photo-électro-catalyse pour la production de l’hydrogène.
