Production d’hydrogène à partir d’électrodes en pérovskite utilisées comme photoanodes
Financement : Contrat postdoctoral de 12 mois
Contacts : Jean-François BLACH (UCCS, UArtois), Mustapha JOUIAD (LPMC, UPJV)
Le projet GREEEN vise à développer des technologies permettant le craquage de l’eau pour produire de l’hydrogène vert en utilisant l’énergie solaire. En dépassant les limitations liées à la bande interdite des systèmes actuels basés sur les semi-conducteurs, nous proposons de développer des photo-anodes constituées d’oxydes de pérovskite. Ces matériaux bénéficient à la fois de leur capacité à créer des paires électrons-trous, similaire aux technologies des semi-conducteurs, et de leur polarisation rémanente due à leurs propriétés ferroélectriques, agissant comme une force motrice permettant une plus grande mobilité des porteurs de charges. Notre solution est basée sur des techniques de traitement rentables et évolutives telles que la pyrolyse par pulvérisation, visant la production d’énergie hydrogène stockable à des coûts plus faibles et à des rendements plus élevés. En outre, la technologie que nous proposons pourrait permettre de relever le défi que représente la l’intermittence de l’énergie solaire, puisqu’elle sera convertie en énergie hydrogène stockable. Notre méthode prometteuse de conversion de l’énergie solaire en hydrogène est basée sur la photo-électrosynthèse d’hydrogène directement à partir de l’eau, y compris les eaux usées.
Pour ce faire, des nanostructures composées de photoélectrodes/catalyseurs multifonctionnels, seront développées pour concurrencer la photocatalyse conventionnelle. Précisément, l’ambition du projet GREEEN est d’utiliser des oxydes de métaux de transition pérovskites comme photoanodes. Ces matériaux possèdent une bande interdite accordable et un séparateur de charges, ainsi qu’un transport de charges induit par leur polarisation rémanente intrinsèque. Cette polarisation, qui découle de leur comportement ferroélectrique, sera déclenchée et entraînée par un générateur externe constitué de sources d’énergie renouvelables.
