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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-20-0412

DOMAINE DE RECHERCHE
Chimie physique et électrochimie / Physique de l’état condensé, chimie et nanosciences
INTITULÉ DU SUJET Français English

Développement de catalyseurs moléculaires et polymériques à base de porphyrines pour l'activtion et la réduction du CO2

RÉSUMÉ DU SUJET

La photosynthèse artificielle vise la production de combustibles solaires en remplacement des énergies fossiles. Pour ces procédés, des catalyseurs sont développés dans notre groupe pour la réduction indirecte (électrolyse couplée à l'électricité renouvelable) ou directe (photocatalytique) du CO2 en produits chimiques riches en énergie.

Nous avons récemment développé des catalyseurs à base de porphyrine avec une deuxième sphère de coordination modifiée pour la réduction efficace à deux électrons du CO2 en CO. Les leçons tirées de ces études ont conforté notre stratégie selon laquelle la manipulation de la seconde sphère de coordination peut grandement aider à améliorer la performance catalytique des catalyseurs moléculaires. Dans ce projet de thèse, nous aborderons le développement de matériaux catalytiques pour la réduction du CO2 en des formes plus réduites que le CO, par exemple le méthanol ou l'éthanol. Nous développerons une électrode carbonée à l'état solide modifiée avec des polymères de métallo-porphyrines. Ces polymères sont déjà connus pour leur excellente performance catalytique au niveau moléculaire pour la réduction du CO2 en méthanol ou en éthanol. Leur fixation à la surface des électrodes devrait former un matériau catalytique stable et peu coûteux pour la réduction du CO2. Dans une stratégie différente d'élaboration de nouveaux matériaux polymères pour la réduction électrocatalytique hétérogène du CO2, nous concevrons de nouveaux dimères de porphyrine reliés par une fonction diacétylène. La polymérisation sous irradiation de la fonction diacétylène sera utilisée pour générer des polydiacétylènes (PDA), qui sont des polymères conjugués de formule générale (=CG-C=C-CG'=) où G et G' représentent des groupes fonctionnels embarqués qui sont conçus pour améliorer les activités catalytiques. Différents centres métalliques tels que Fe, Co et Cu à l'intérieur du noyau des porphyrines seront testés et leur réponse électrocatalytique respective sera étudiée.

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

Chimie inorgnique/Chimie physique

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut des sciences du vivant Frédéric JOLIOT
SB2SM - Service de Bioénergétique, Biologie Stucturale, et Mécanismes
Laboratoire mécanismes fondamentaux de la bioénergétique
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/10/2020
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Annamaria QUARANTA  

CEA
DRF/JOLIOT/SB2SM/LMB
Bat 532
CEA Saclay
91191 Gif sur Yvette

Téléphone : +33 1 69 08 22 39

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris-Saclay
Sciences Chimiques: Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes (2MIB)
DIRECTEUR DE THÈSE

Winfried LEIBL

CEA
DRF/JOLIOT/SB2SM/LMB
CEA Saclay
Bât. 532
F-91191 Gif sur Yvette