Réduction Photo-Induite du CO2 et Etude Mécanistique

par Eva Pugliese

Projet de thèse en Chimie

Sous la direction de Ally Aukauloo et de Zakaria Halime.

Thèses en préparation à université Paris-Saclay , dans le cadre de École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes , en partenariat avec Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay (laboratoire) , Chimie Inorganique (equipe de recherche) et de Faculté des sciences d'Orsay (référent) depuis le 01-10-2020 .


  • Résumé

    La valorisation du CO2 en combustible vecteur de l'énergie solaire est un objectif prioritaire dans le développement des énergies renouvelables. Récemment, de nombreux électro- et photo-catalyseurs pour la réduction de CO2 ont été développés. Cependant nous sommes loin d'avoir des solutions exploitables à grande échelle. En effet, parmi les verrous scientifiques, le processus d'accumulation de charge induite par la lumière dans les systèmes photo-catalytiques doit être maîtrisé afin de réaliser une catalyse multi-électronique par nature. Récemment, nous avons développé de nouvelles familles de catalyseurs de type porphyrine de fer présentant d'excellentes performances pour l'électro-réduction catalytique du CO2 en CO. Un des objectifs principaux de cette thèse est l'évaluation de la performance de ces catalyseurs dans une catalyse photo-induite. Le deuxième volet de ce projet de recherche concerne l'utilisation de différentes méthodes spectroscopiques (UV-vis, IR, spectro-électrochimie, etc.) afin d'élucider les processus fondamentaux de cette catalyse photo-induite. Une meilleure compréhension du mécanisme réactionnel nous permettra d'établir une relation structure-activité qui nous guidera vers une conception intelligente de nouveaux catalyseurs plus performants. Cette thèse bénéficiera d'une bourse ANR dans le cadre du projet de recherche LOCO développé par un consortium composé de trois groupes de recherche des Instituts ICMMO et ISMO de l'Université Paris Saclay et du CEA de Saclay.

  • Titre traduit

    Light Induced CO2 Reduction by Iron Porphyrins and Mechanistic Insights


  • Résumé

    An immense project to produce sustainable energy vectors consists of solar conversion of CO2 to energy-rich synthons. We have witnessed a prolific amount of new electro- and photo-catalysts for the reduction of CO2. However, we are far from having in hand solutions to deploy on a large scale. Among the scientific thrusts that chemists and physicists need to address urgently is the light induced charge accumulation in photocatalytic systems, in order to perform multielectronic catalysis. We have recently developed new families of iron porphyrin catalysts with an exceptionally high performance for CO2 to CO electrocatalytic reduction. One of the main goals of the PhD research project will be to evaluate the performance of these catalysts in a light induced catalytic reduction of CO2. The second objective of the project is to use different spectroscopic tools (UV-vis, IR, spectro-electrochemistry, etc.) in order to elucidate the fundamental processes in light induced catalysis. The better understanding of the reaction mechanism will ultimately help us establish a structure-activity relation which can guide us towards an intelligent design of new more performant catalysts. The PhD position is funded by the ANR as a part of the LOCO research project developed by a consortium of three research groups from ICMMO and ISMO Institutes at Paris Saclay University and CEA Saclay.