Modification de surface de matériaux carbonés pour l'amélioration de l'activité électrocatalytique de la réaction d'évolution de l'hydrogène et l'oxygène
Surface modification of carbon-based materials for enhancing electrocatalytic activity of hydrogen and oxygen evolution reactions
par Zaynab ATYF sous la direction de Jalal GHILANE
Thèse de doctorat en Chimie physique
ED 388 Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre

Soutenue le jeudi 24 octobre 2024 à Université Paris Cité

Sujets
  • Électrocatalyse
  • Électrodes de carbone
  • Électrogreffage
  • Sels de diazonium
  • Surfaces
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Mots clés
Modification de surface, Electrogreffage, Sels de diazonium, Électrocatalyse, Électrodéposition, Activation cathodique, Her, Oer
Resumé
La première partie de cette thèse traite de la modification de la surface d'électrodes en carbone vitreux par électrogreffage de sels de diazonium générés in situ. Ces sels de diazonium sont fonctionnalisés avec des hétéroatomes tels que le soufre, l'azote et le phosphore. Les molécules ainsi greffées sont chargées négativement, formant des couches organiques ioniques sur la surface des électrodes. Ces couches servent de plateforme pour le dépôt électrochimique de nanoparticules de palladium et de cobalt. Les performances électrocatalytiques de ces nanoparticules pour la réaction d'évolution de l'hydrogèneseront ensuite évaluées. L'objectif est de développer des électrodes modifiées présentant une efficacité améliorée pour cette réaction cruciale dans les technologies de production d'hydrogène. La seconde partie de la thèse explore la modification de barreaux de graphite via une activation cathodique. Ce processus génère une phase réductrice binaire, composée de graphite chargé négativement et du cation de l'électrolyte support. Cette forme réductrice de graphite est capable de réduire spontanément des cations métalliques tels que le nickel, le cobalt et le fer, ainsi que des mélanges de ces cations. Les métaux ainsi réduits et supportés sur le graphite sont ensuite étudiés pour leur activité catalytique dans la réaction d'évolution de l'oxygène. L'étude vise à identifier des matériaux catalytiques efficaces et stables pour cette réaction, essentielle dans divers procédés électrochimiques, y compris la production d'oxygène et les technologies de stockage d'énergie. En combinant ces deux approches, cette thèse cherche à améliorer les performances des matériaux carbonés modifiés pour des applications électrocatalytiques, contribuant ainsi à l'avancement des technologies d'énergie durable.