Developpement d'interfaces electro- plasmoniques innovantes- application dans desreactions d'oxydoreduction
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Date
2020
Authors
Journal Title
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Volume Title
Publisher
Universite Mouloud MAMMERI Tizi-Ouzou
Abstract
Les transformations chimiques assistées par plasmon sont devenues des approches prometteuses pour l’amélioration des réactions électrocatalytiques lentes telles que la réaction de réduction de l'oxygène (ORR) et la réaction d'évolution de l'oxygène (OER). La construction des piles à combustible et des batteries métal-air de hautes qualités, nécessitent un processus de transfert à quatre électrons (4 e-), ce dernier est reconnu par sa complexité ce qui le rend comme un obstacle pour L’ORR. Ceci s’applique de même à l'oxydation de l'eau. Ainsi, l’amélioration des performances catalytiques et cinétiques de l’ORR et l’OER est très recherchée.
Lors de ce travail dethèse, deux différentes stratégies basées sur la génération d'électrons chauds induits par plasmon ont été envisagées pour améliorer les processus électrocatalytiques. La combinaisondes propriétés électrochimiques, plasmoniques et catalytiques d’une électrode d’or nanoperforées a permis d'améliorer considérablement la réaction de réduction de l’oxygène (ORR) au milieu basique. L’irradiation par la lumière à 980 nm et 2W cm-2 conduit à une densité de courant maximale de j = -6,0 A cm-2 à 0,95 V (par rapport au RHE), dans des conditions hydrodynamiques,comparable à ceux du catalyseur commercial Pt/C (40 wt. %), avec une bonne stabilité . l’influence de la longueur d'onde sur cette réaction électrochimiqueconfirme la contribution de l’effet plasmique dans l’activité électrocatalytiques.
Dans le cas de l’OER, une électrode en or modifiée par des nano-hybrides plasmoniques , à base de nanocristaux de Cu2O décorés de nanoparticules d'or, a montré son efficacité dans la transformationdel'eau en oxygène,le comportementelectrocatlytique de cette réaction d’oxydation est influencé par la morphologie des nanocristaux de Cu2O . En effet les Cu2O cubiques sont plus efficaces que les Cu2O octaédriques pour l'électrocatalyseplasmonique .Dans les meilleures conditions testées une densité du courant 10 mAcm-2 avec une constante de Tafel de 97mVdec-1 ont été obtenus à une surtension de seulement 200 Mv ont été obtenue pour la forme cubique.
Description
91F. : ill. ; 30cm. + CD Rom
Keywords
Electrochimique, Plasmon, Electrocatalytique, Nanoperforée
Citation
Chimie des matériaux et de l’environnement