STEPPES

NanotubeS de TiO2 ordonnEs pour le développement de Photoanodes pour la Production d’hydrogènE sous illumination Solaire
Responsable scientifique : Nicolas KELLER (LMSPC)
Laboratoire des Matériaux, Surfaces et Procédés pour la Catalyse


Partenaire(s) : Sergey PRONKIN (LMSPC)
Laboratoire des Matériaux, Surfaces et Procédés pour la Catalyse
Le projet STEPPES consiste à développer des photoanodes nanostructurées performantes à base de films de nanotubes de TiOx alignés pour la production d’hydrogène par dissociation de l’eau sous illumination solaire. Ces films seront synthétisés par voie électrochimique (anodisation) et par voie hydrothermale et destinés à être insérés dans des cellules photoélectrocatalytiques (CPE) solaires. Cette étude est la partie ‘photoanode’ d’un projet plus vaste, démarré récemment en collaboration entre les deux équipes partenaires, devant conduire à terme à la mise au point de nouvelles CPE à photoanode et photocathode composées de films de nanotubes de TiO2 alignés activés par la lumière solaire. Dans ce projet, les films destinés à la photoanode seront optimisés par différentes approches, modifiés par dopage anionique à l’azote, par création de déficience en oxygène, par formation d'hétérojonctions à base d’oxyde de tungstène ainsi que par dépôt d'oxydes métalliques tels que (Ru,Ir)O2. Ces modifications ont pour objet d’améliorer leur activation solaire (dans longueurs d’onde des UV-A et du visible) tout en maintenant des propriétés semi-conductrices de type-n, spécificité nécessaire pour pouvoir être employés comme photoanode pour la réaction d’évolution de l’oxygène au sein de la CPE, en utilisant dans un premier temps une cathode standard au platine. La possibilité d’obtenir ces films de nanotubes alignés également sous une forme auto-supportée, transférable ainsi sur tout type de substrat incompatible en termes de fragilité ou de morphologie avec les conditions de préparation, sera également un aspect important du projet.