Topic description
La photosynthèse artificielle est l’un des deux procédés cibles qui pourrait permettre au XXIième siècle de produire, à partir d’énergie solaire renouvelable et avec des rendements élevés, des carburants chimiques (H2, syngas, CH4, CH3OH) qui représentent aujourd’hui 90% de l’énergie primaire consommée dans le monde car ils permettent le stockage sur de longues durées. Pour ce faire, une des technologies les plus prometteuses recourt à une cellule photo-électrochimique (PEC) permettant, sous rayonnement, d’oxyder l’eau à l’anode et de réduire protons et/ou CO2 à la cathode. Le sujet proposé s’intéresse en particulier à la modélisation d’une photocathode à diffusion de gaz pour la réduction du CO2, en partenariat avec des laboratoires de chimie et chimie physique qui synthétiseront et réaliseront des photocathodes afin de pouvoir faire des mesures expérimentales qui seront exploitées dans le cadre de cette thèse. L’établissement de modèles de connaissance génériques de tels objets complexes en structure et géométrie (matériaux photovoltaïque, conducteurs, semi-conducteurs, photo-catalyseurs de réduction,…) nécessite des compétences pluridisciplinaires (électromagnétisme, physique du solide / transport de charges, réactivité aux interfaces, photo-électro-catalyse, génie électrochimique, transfert de masse, etc.) et un goût marqué pour la confrontation aux résultats expérimentaux et la résolution numérique de systèmes d’équations couplées par des méthodes déterministes ou stochastiques. Une fois le modèle 3D élaboré, il pourra être utilisé pour l’optimisation de la conception de la photocathode par design inverse en utilisant des algorithmes adaptés.
Starting date
-10-01
Funding category
Other public funding
Funding further details
Projet ANR
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