Modification de surface, Liquide ionique, Caractérisations électrochimiques et spectroscopiques, Electrocatalyse, Sol-gel, Electrodéposition

Depuis des décennies, la société est confrontée à plusieurs problèmes cruciaux, notamment le besoin de technologies de production et de stockage d'énergie. Dans ce contexte, plusieurs recherches se sont concentrées sur la recherche d'alternatives viables et des solutions innovantes pour l'établissement d'une chimie verte et durable. Les technologies basées sur l'électrochimie sont l'une des options proposées pour atteindre ces exigences. La thèse s'inscrit dans cette problématique sociétale, avec comme objectif d'étudier l'effet des liquides ioniques dans le processus d'élaboration des nanomatériaux et par la suite d'étudier leurs performances électrocatalytiques. Une des approches étudiées, concerne la modification de surfaces par des molécules contenant le squelette de liquides ioniques en utilisant un greffage électrochimique.Les surfaces modifiées, ainsi obtenues, sont utilisées comme plateforme pour la croissance électrochimique de catalyseur tels que le Pt, le Pd ou encore les oxydes de métaux de transitions (NiCoO). Une autre approche concerne l'utilisation de liquide ionique comme milieu de fabrication de nanomatériaux, soit par dépôt électrochimique ou bien lors de la synthèse par la méthode sol-gel. Ces matériaux générés seront utilisés comme catalyseur pour l'activation électrochimique de petites molécules (O2, H2). Selon la nature du matériau utilisé différentes réactions seront étudiées, réaction d'évolution d'hydrogène (HER) ou les réactions de réduction et d'évolution de l'oxygène (ORR, OER). Les résultats obtenus confirment le succès du greffage de la couche ionique et la formation de nanoparticules métalliques (Pt ou Pd) sur la couche. Un résultat marquant de cette étude est l'augmentation de l'activité catalytique vis-à-vis de la réaction HER et la stabilité de ces électrodes, soulignant ainsi le rôle important de la couche ionique et la présence d'un effet synergique entre la couche et le catalyseur métallique. Cette approche a été étendue avec succès à d'autres catalyseurs à base de métaux de transition (Ni et Co). D'après les résultats obtenus, il s'avère que l'utilisation des liquides ioniques affecte la morphologie et la nature chimique des nanomatériaux. Enfin, les études électrocatalytiques démontrent d'excellentes performances surpassant la plupart des catalyseurs à base de NiCo rapportés dans la littérature. Nous prévoyons que cette stratégie pourrait être étendue à d'autres matériaux et pourrait conduire au développement de nouveaux catalyseurs hybrides efficaces et bi-fonctionnels.