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Water splitting photoelectrocatalysis : the conception and construction of a photoelectrocatalytic water splitting cell

Résumé : La photoelectrocatalyse de l'eau par rayonnement solaire est une solution communément proposée pour la production propre d'hydrogène. En termes de rendement solaire-à-hydrogène, un tandem dual photosystème est accepté comme la configuration plus efficace concernant les cellules photoelectrocatalytique pour la dissociation de l'eau. Ce travail s'intéresse au trioxyde de tungstène (WO3) et au bismuth vanadate (BiVO4) sous la forme de photoanodes type n en couches minces pour la complétion d'oxydation de l'eau dans la demi-réaction pour la dissociation complète de l'eau dans une cellule tandem dual photosystème photoelectrocatalytique. Ces couches minces sont fabriquées par des méthodes robustes, économiques, et extensibles de sol-gel dip coating, et caractérisées par différentes techniques pour vérifier leurs caractéristiques physiques et leur performance photoelectrochimique. WO3 et BiVO4 sont optimises par nanostructuration, modification des couches interfaciales, et addition des co-catalyseurs de surface pour améliorer les performances et la stabilité, respectivement dans des conditions acides et neutres. Ces matériaux sont couples avec une photocathode de type p en oxyde de cuivre (II) pour compléter la réaction de dissociation de l'eau. La cellule photoelectrocatalytique ainsi construite est inspirée par la littérature concernant les systèmes innovateurs de tandem dual photosystèmes. Ce travail aboutit à l'une des seules cellules de dissociation de l'eau par photoelectrocatalyse à base des oxydes de métaux, fabriquée via des techniques faciles et économiques. L'efficacité de la production solaire-à-hydrogène est de 0.01%, et applied-bias-to-photon efficacité de 0.06%.
Document type :
Theses
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01358735
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Thursday, September 1, 2016 - 1:21:07 PM
Last modification on : Friday, May 29, 2020 - 3:57:54 PM

File

these_archivage_3274257o.pdf
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01358735, version 1

Citation

Samantha Hilliard. Water splitting photoelectrocatalysis : the conception and construction of a photoelectrocatalytic water splitting cell. Material chemistry. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2016. English. ⟨NNT : 2016PA066034⟩. ⟨tel-01358735⟩

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