PIE - Programme Interdisciplinaire Energie 2010-2013

Ce projet concerne la thématique « hydrogène vecteur énergétique ». Depuis quelques années, nous travaillons sur la synthèse et la caractérisation de complexes moléculaires à propriétés électrocatalytiques, avec pour objectif le remplacement du platine utilisé dans les électrolyseurs industriels à électrolyte polymère solide (PEM), un métal cher et peu abondant. Récemment, nous avons breveté une nouvelle famille de catalyseurs moléculaires à base de cobalt. Certains résultats ont été publiés (A. Aukauloo et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 9948-9950). Les premiers résultats obtenus en électrolyse après fonctionnalisation sur substrat carboné indiquent une réactivé très intéressante (une densité de 500 mA.cm-2 a été obtenue sous 2 V soit un facteur 4 de moins que le platine). L’étude au microscope électronique de ces dépôts montre qu’une partie importante du catalyseur reste sous forme de cristaux isolés, ce qui rend difficile le contact électrique avec le substrat et diminue le nombre de sites disponibles pour la réaction catalytique. Le but du projet COMMERCE H2 est d’améliorer la mise en forme de ces catalyseurs au sein d’une architecture moléculaire de type MOF, Metal Organic Framework. Cette approche a pour but d’augmenter la stabilité de ces catalyseurs au sein d’un échafaudage robuste ; en outre, elle permettra d’élaborer des particules de tailles nanométriques qui devraient conduire à une plus grande activité catalytique. L’utilisation directe dans des électrolyseurs industriels nous permettra de valider notre démarche et d’ouvrir des perspectives de valorisation industrielle à très court terme.