Europe - OMATSOLFUEL

Dates :
Septembre 2023 - Août 2025

Coordinateur du projet :
CNRS

Laboratoire partenaire :
IMN

Personnel IMN impliqué :
Clément MAHEU

Compte tenu de la nécessité de réduire nos émissions de gaz à effet de serre et notre dépendance aux carburants fossiles, le développement des carburants solaires, et en particulier de l’H2 solaire, suscite un grand intérêt. Cependant son coût de production n’est pas encore compétitif. Les stratégies actuelles reposent sur la conversion de l’eau en H2 et O2. La production d’O2 ayant peu d’intérêt économique, la faisabilité du procédé de production d’H2 solaire est donc uniquement basée sur la demi-réaction de réduction, la demi-réaction d’oxydation étant secondaire.

Dans OMATSOLFUEL, l’accent est mis sur la demi-réaction d’oxydation. Développer des procédés pour la photoconversion de glucose et de mélanges industriels riches en glucose, bon marché et renouvelables, pourraient aider les micro-industries à devenir autosuffisantes en matière de carburants et d’énergie. Au lieu de générer simplement de l’H2 et de l’O2, le glucose sera converti par photocatalyse en molécules à haute valeur ajoutée (par exemple l’arabinose ou l’érythrose) et en H2. Ces molécules seraient très intéressantes pour abaisser le coût de l’H2 solaire et remplacer les molécules produites par l’industrie pétrochimique. Pour atteindre cet objectif, il faut élaborer des photocatalyseurs (oxydes, oxynitrures, chalcogénures) à haut rendements et sélectifs.

Les principales actions du projet porteront sur l’ingénierie de la structure électronique en ajustant les orbitales S 3p, N 2p, O 2p et les orbitales d métalliques pour rapprocher le maximum de la bande de valence des photocatalyseurs (i.e. le potentiel d’oxydation des trous photogénérés) des potentiels d’oxydation du glucose. Des poudres et des films minces seront synthétisés par des méthodes de chimie douces et des méthodes de dépôt chimique ou physique en phase vapeur (PVD et PECVD). La morphologie, les propriétés structurales et électroniques qui en résultent seront caractérisées grâce aux nombreux équipements de l’Institut des Matériaux de Nantes (IMN), et en particulier grâce à la spectroscopie de photoélectrons (XPS/UPS).