Electrodes catalytiques multiphasées pour la réduction électrochimique du dioxyde de carbone et oxygène.

Multiphase catalytic electrode for the electrochemical reduction of carbon dioxide and oxygen.

• Auteur / Autrice : Suanto Syahputra
• Direction : Philippe Knauth
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences Chimiques
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2022
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Chimiques (Marseille ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : MADIREL - Matériaux Divisés, Interfaces, Réactivité, Electrochimie

Mots clés

Mots clés libres

Réduction électrochimique

Électrodes

Dioxyde de carbone

Oxygène

Nanopoints de carbone

Ionomère

Electrochemical reduction

Electrodes

Carbon dioxide

Oxygen

Carbon quantum dots

Ionomer

Résumé

Dans ce projet de thèse, je vais préparer des électrodes pour l'électrocatalyse du CO2 et O2 à base de nanopoints de carbon (carbon quantum dots, CQDs) et d'un polymère conducteur ionique (ionomère). La réduction de l'oxygène et du dioxyde de carbone produit des ions OH-. Ainsi, la présence d'ionomère dévrait améliorer la cinétique et le courant limite de la réduction de l'oxygène et du dioxyde de carbone. Ce projet de thèse consistera en quelques étapes de travail: 1. La préparation de CQDs par synthèse hydrothermale à partir de précurseurs peu onéreux et non-toxiques; 2. L'etude d'effet de dopage Cu et Fe dans Cu,S,N ; Cu,N ; Fe, S,N ; Fe,N ; Cu,Fe,S,N; Cu,Fe,N -doped CQDs pour la réduction de CO2. Je vais faire quelques caractérisations notamment: 1. Des techniques spectroscopiques (RMN, FTIR, Raman et XPS); 2. Des techniques microscopiques (visible, MEB et MET); 3. Des techniques électrochimiques (la spectroscopie d'impédance, les mesures sur électrode tournante avec flux CO2 et O2). J'analyserai des produits de réduction de CO2 en utilisant la chromatographie gaz ou liquide ainsi que la RMN en solution.

In this doctoral thesis, I will prepare the electrodes to reduce CO2 and O2 from carbon quantum dots (CQDs) and ion-conducting polymer (ionomer). The reduction of CO2 and O2 produces the OH- ion. Therefore, the presence of ionomers should be able to enhance the kinetics of the CO2 and O2 reduction reaction and improve the OH- ion transfer and the limiting current for both reactions. This thesis consists of several steps of work: 1. Carbon quantum dots (CQDs) will be synthesized hydrothermally by using the less expensive and non-toxic precursors; 2. Study of the influence of copper and iron doped on Cu,S,N; Cu,N; Fe,S,N; Fe,N; Cu,Fe,S,N; Cu,Fe,N -doped CQDs for carbon dioxide reduction reaction. The characterization consists of: 1. Spectroscopic methods (NMR, FTIR, Raman, and XPS); 2. Microscopic methods (Visible, SEM, and TEM); 3. Electrochemical method (Impedance spectroscopy, rotating disk electrode experiment with the flow of CO2 and O2). The products of the CO2 reduction reaction will be analyzed by using gas chromatography or liquid chromatography and with solution NMR.