Ingénierie d'électrolyseurs et de catalyseurs pour la réduction du CO2 en milieu acide

Electrolyzer and Catalyst Engineering for Acidic CO2 Reduction

• Auteur / Autrice : Alessandro Perazio
• Direction : Marc Fontecave
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie moléculaire
• Date : Soutenance le 18/12/2023
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie moléculaire de Paris centre (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de chimie des processus biologiques (Paris ; 2014-....)
• Jury : Président / Présidente : Franck Launay
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : David Portehault, Charles Creissen
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christine Cachet-Vivier, Corinne Lagrost
• DOI : 10.70675/ee7db082zc81ez4668z9b5bza3a91216d16c

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dioxyde de carbone

Réduction électrochimique

Catalyseurs

Mots clés libres

Co2

Réduction

Électrochimie

Carburants solaires

Hétérogène

Acide

Co2

Reduction

Electrochemistry

Solar fuels

Heterogeneous

Acidic

Résumé

Le projet est axé sur la réduction électrochimique du CO2 avec des catalyseurs hétérogènes. Grâce à la configuration ''gas-fed flow cell'' développée dans le groupe, des densités de courant élevées peuvent être atteintes à des surtensions pas si négatives. La première partie du projet est plus axée sur l'efficacité globale de l'électrolyseur. Pour l'optimiser, nous travaillons à trouver le meilleur électrolyte acide pour le système et, en parallèle, nous essayons d'augmenter la fraction de CO2 qui est convertie en produits souhaités. La deuxième partie du projet s'est concentrée sur l'optimisation de la tension du réacteur, visant à minimiser la consommation énergétique du processus de réduction. Enfin, la dernière partie a été consacrée à la modification de surface du catalyseur afin d'obtenir une meilleure sélectivité pour les produits carbonés les plus valorisés.

The project focuses on the electrochemical reduction of CO2 with heterogeneous catalysts. Thanks to the ''gas-fed flow cell'' configuration developed in the group, high current densities can be achieved at moderate overpotentials. The first part of the project is more focused on the overall efficiency of the electrolyzer. To optimize it, we work to find the best acidic electrolyte for the system and, in parallel, we try to increase the fraction of CO2 that is converted into the desired products. The second part of the project focused on optimizing the reactor voltage, aiming to minimize the energy consumption of the reduction process. Finally, the last part was devoted to the surface modification of the catalyst in order to obtain better selectivity for the most valuable carbon products.