Procédés durables d'oxydation électrochimique à partir de l'eau // sustainable electrochemical oxidation processes using water as oxygen-source

Topic description

Le projet vise à développer des procédés d'oxydation électrochimique durables, utilisant l'eau comme source d'oxygène, dans des conditions douces, à l'aide de complexes métalliques de type 3d comme catalyseurs. Cette approche innovante répond à des défis majeurs de la catalyse d'oxydation, traditionnellement fondée sur des procédés peu durables, qui font appel à des métaux nobles ou à des oxydants stœchiométriques.
La recherche s'articule autour de deux objectifs principaux :
(i) la génération électrochimique d'espèces oxo de métaux 3d à haut degré d'oxydation à partir de l'eau ;
(ii) le développement et l'évaluation des performances de procédés d'oxydation électrocatalytique appliqués à des substrats ciblés, afin d'étudier des réactions de sulfoxydation, d'époxydation et d'hydroxylation.
La faisabilité du projet repose sur une littérature abondante et une expertise solide dans le domaine. Les espèces oxo-métalliques à haut degré d'oxydation ont été largement caractérisées, et des études préliminaires mettent en évidence leur potentiel pour des réactions d'oxydation. Les complexes métalliques ciblés sont soit disponibles commercialement, soit accessibles via des collaborations établies, soit décrits en termes de synthèse. Par ailleurs, l'équipe dispose d'une expérience reconnue en électrocatalyse homogène, ce qui constitue une base solide pour la réussite du projet.
Le travail du doctorant portera sur l'étude des propriétés rédox des complexes dans des conditions pertinentes pour la catalyse, ainsi que sur l'évaluation de leurs performances catalytiques dans l'oxydation de substrats à l'aide de l'eau comme source d'oxygène.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

The project aims to develop sustainable electrochemical oxidation processes that use water as the oxygen source under mild conditions, employing 3d transition-metal complexes as catalysts. This innovative approach addresses major challenges in oxidation catalysis, which has traditionally relied on unsustainable processes involving noble metals or stoichiometric oxidants.
The research is structured around two main objectives:
(i) the electrochemical generation of high-valent 3d metal-oxo species from water;
(ii) the development and performance evaluation of electrocatalytic oxidation processes applied to selected substrates, in order to investigate sulfoxidation, epoxidation, and hydroxylation reactions.
The project's feasibility is supported by an extensive body of literature and strong expertise in the field. High-valent metal-oxo species have been widely characterized, and preliminary studies highlight their potential for oxidation reactions. The targeted metal complexes are either commercially available, accessible through established collaborations, or described in the literature. In addition, the team has recognized expertise in homogeneous electrocatalysis, providing a solid foundation for the successful completion of the project.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Début de la thèse : 01/10/

Funding category

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Funding further details

Concours pour contrat doctoral