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CEISAM – Nantes

publié le

Equipe d’Ingénierie et Photonique Moléculaires située au laboratoire Chimie et Interdisciplinarité, Synthèse, Analyse, Modélisation (CEISAM)
Le cœur de notre activité de recherche est centré sur la conception et la synthèse de matériaux moléculaires possédant des propriétés électroniques et photoniques définies à l’avance. Cependant, nos travaux ne se limitent pas à la préparation de nouveaux matériaux, nous collaborons activement avec d’autres scientifiques (électro-chimistes, photo-physiciens, physiciens, chimistes du solide) pour étudier et comprendre les mécanismes fondamentaux qui sont responsables des propriétés observées. Le but de nos recherches est d’inventer de nouveaux matériaux et de valider de nouveaux concepts dans le domaine de la conversion de l’énergie solaire.
Partant de notre activité sur les cellules à colorants (dye sensitized solar cell : DSSC) et notamment sur la sensibilisation d’oxydes semi-conducteurs de type p (tel que NiO), nous nous sommes intéressés à la conception de dispositifs photo-électrocatalytiques (dye-sensitized photoelectrosynthesis cell : DSPEC) pour la production de combustibles solaires. Plus précisément, nous développons des systèmes pour la réduction de l’eau et du gaz carbonique respectivement en dihydrogène et en CO ou acide formique. En effet, à l’instar d’un DSSC, un DSPEC repose sur un semi-conducteur mésoporeux sensibilisé par un colorant. Cependant, dans le DSPEC, il y a intégration de catalyseurs de réduction (proton ou CO2). Dans ce domaine, nos travaux portent sur l’organisation des constituants au sein de l’édifice photo-électrocatalytique de façon à maximiser la collecte de la lumière, contrôler le flux électronique pour maximiser l’efficacité de réactions rédox multiélectroniques et accroitre la stabilité des dispositifs.
Un autre champ de notre activité s’inscrit dans le domaine de recherches à caractère plus fondamental. Il concerne la conception de systèmes moléculaires pour reproduire la fonction de photo-accumulation de charges et du schéma en Z de la photosynthèse oxygénique. La fonction de photo-accumulation de charges peut être définie comme possibilité de générer et stocker temporairement plusieurs équivalents rédox sur un centre moléculaire à l’issue de plusieurs photo-excitations lumineuses successives. Quant à la fonction du schéma en Z, elle consiste à coupler électriquement deux processus de séparation photoinduite de charges qui interviennent au sein de deux systèmes moléculaires photosensibles indépendants (photosystèmes I et II). Cette dernière permet de générer, à partir de la lumière du spectre visible, un état à charges séparées à haut contenu énergétique. Ces deux fonctions sont des étapes clefs pour réaliser efficacement la transformation de l’énergie solaire en énergie chimique (photosynthèse artificielle). En effet, la photo-accumulation de charges permet d’envisager des réactions multiélectroniques telles que la réduction de l’eau, du gaz carbonique ou du diazote. Le Schéma en Z permet de photo générer un oxydant et un réducteur puissants pour effectuer des réactions d’oxydo-réduction avec des substrats difficiles à oxyder ou à réduire, tels que l’eau, le gaz carbonique ou le diazote.

WEB page : http://www.sciences.univ-nantes.fr/CEISAM/imf.php

Adresse :
Chimie et Interdisciplinarité, Synthèse, Analyse, Modélisation CEISAM (UMR CNRS 6230)
Faculté des Sciences et des Techniques de Nantes Faculté des Sciences et des Techniques de Nantes ; BP 92208
2, rue de la Houssinière
44322 NANTES Cedex 3