Multifunctional nanostructured interfaces for electrochemical catalysis
Interfaces nanostructurées multifonctionnelles pour la catalyse électrochimique
par Hao-Zheng YU sous la direction de Jalal GHILANE
Thèse de doctorat en Chimie analytique
ED 388 Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre

Soutenue le vendredi 21 juillet 2023 à Université Paris Cité

Sujets
  • Chimie des surfaces
  • Électrocatalyse
  • Électrodes de carbone
  • Nanostructures

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Mots clés
Catalyse électrochimique, Interfaces nanostructurées multifonctionnelles, Activation cathodique, Réaction d'évolution de l'hydrogène
Resumé
L'activation cathodique est l'une des méthodes de modification de la surface pour concevoir les matériaux d'électrode dans un solvant électrolytique organique sec, qui implique le processus de transfert d'électrons concomitant à l'insertion des cations de l'électrolyte de support. Ce processus a été observé avec différents matériaux d'électrode, notamment le carbone vitreux, le graphite, le platine et, plus récemment, les semi-conducteurs tels que l'ITO. L'objectif de cette thèse est d'étudier l'activation cathodique des électrodes à base de carbone et leur utilisation comme plateforme pour la croissance spontanée de nanoparticules métalliques. Le but principal sera de comprendre l'intercalation du cation de l'électrolyte de support (effet de la nature du cation, des ions métalliques alcalino-terreux et du surfactant) en termes de morphologie, de composition de surface et de gonflement. Ensuite, le pouvoir autoréducteur de l'électrode activée cathodiquement, ainsi que l'exfoliation de la tige de graphite à l'aide de l'activation cathodique pour générer des nanoparticules de graphite et des flocons de graphène, seront utilisés pour réaliser l'autoréduction du sel métallique. Les propriétés physicochimiques des nouvelles surfaces ont été étudiées par MEB, XPS et études électrochimiques. Enfin, les matériaux générés seront testés pour l'activation électrochimique de petites molécules, par exemple H+ pour HER.